《线圈磁介质》PPT课件

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1、复习:二、安培力:1.均匀磁场中任一形状的通电导线所受的安培力,等于连接导线端点的通电直导线所受的安培力。2.均匀磁场中任一闭合载流线圈受的合力为零。一、洛仑兹力:1.在均匀磁场中二、磁场对载流线圈的作用BabcdIl1l2F1F2F1F2l1方向向外S方向与电流成右手螺旋定义:通电线圈的磁矩:说明:(4)q=0时,M=0,线圈稳定平衡;q=p/2时,M最大;q=p时,M=0,线圈处于不稳定平衡。(1)上式适用于任意形状的线圈;(2)N匝线圈:(3)力矩总是倾向于使pm转向B的方向;2.在非均匀磁场中(P38:自己看)一般情况下,合力、合力矩均不

2、为0,线圈既有平动又有转动。w例3:一半径为R的塑料圆盘表面带有面密度为s的电荷,将其盘面平行置于均匀磁场中。假定圆盘绕其轴线以角速度w转动,,求圆盘受的磁力矩。(对照例P36:13.6)B解:取一圆环drdIr思考:P34:例13.5:力对o点的力矩M=?1.载流导线在磁场中运动时:abBFAB导线从ab移到AB时:三、磁力的功2.载流线圈在磁场中转动时:F2F1结论:(2)以上结论对任意形状的导线和任何形状线圈均适用。(1)无论通电导线还是通电线圈在磁场中运动时,磁场力所做的功均可表示为:四、平行长直电流间的作用I1I2aI1在I2处产生的磁场:

3、I2的电流元受力:单位长度受力:方向指向I1(2)国际单位制中安培是基本单位,定义如下:P35:下部说明:(1)电流同向相吸引,异向相排斥;一、物质的磁结构分子电流(分子磁矩)微观层次:电子电流(电子磁矩)宏观层次:束缚电流永磁体:磁介质§14-1磁介质及其磁化物质抗磁质:顺磁质:铁磁质:束缚电流不为0分子电流为0不为0但取向相对整齐不为0但取向混乱二、磁介质的磁化1.顺磁质的转向磁化:共同点:介质表面出现束缚电流(磁化电流)不同点:二者电流方向相反2.抗磁质的进动磁化:3.铁磁质的磁化:(后面讲)说明:无外磁电场时,磁介质对外都不显磁性;有外磁场时,磁介

4、质将被磁化而显磁性。三、磁介质与磁场的相互作用磁介质附加磁场束缚电流四、描述磁介质及其磁化的物理量1.磁化率、磁导率(描述磁介质性质)定义:(1)磁化率:(2)相对磁导率:(3)磁导率:m可看作空间的环境参数!结论1:有介质时B变小或变大:抗磁质:顺磁质:铁磁质:结论2:lP58:图14.32.磁化强度定义:单位体积内所有分子磁矩的矢量和仅考虑介质被均匀磁化的情况(描述磁化程度)五、磁化规律1.磁化强度与磁化电流间的关系:说明:单位:安培/米;方向:与B同向(1)介质内磁化电流=0(2)介质表面磁化电流密度:•2.磁化强度与磁感应强度间的关系:对比:例

5、1:将一半径为0.05m的薄铁圆盘垂直置于B0=0.410-4T的均匀磁场中。已知盘心处B=0.1T,设圆盘被均匀磁化,求:(1)磁化电流的大小;(2)圆盘轴线上距轴心0.4米处的B.解:只有盘边缘有磁化电流盘心处:x作业:P51:13.32,13.34 P66:14.3一、有磁介质时的安培环路定理无介质时:有介质时:有两种等价的观点§14-2有磁介质时的安培环路定理(1)介质的存在改变了空间的电流分布安环定理:安环定理:安环定理:(2)介质的存在改变了空间环境二、磁场安培环路定理的一般形式无介质时:有介质(均匀各向同性)时:定义:磁场强度矢量:安环定理

6、:说明:(a)是个辅助物理量,单位:A/m;(1)磁场强度矢量(b)可引入磁场线来图示;(c)与磁化强度的关系:(2)磁场强度只与传导电流有关;(4)有无磁介质时高斯定理的形式不变。分析I0对称性(3)利用(3)式求解问题的一般步骤:例2:P61:例14.1,例14.2(自己看)r例3:一密绕细螺绕环通电流I=4A,单位长度的匝数n=500,其中充满m=5.010-4H/m的磁介质,求:(1)H,(2)B,(3)jS解:环中磁场可看作均匀磁场取环中任一磁力线作积分回路:思考:求jS另两种方法?一、铁磁质的特性1.在外磁场作用下能产生很强的附加磁场;3.

7、外磁场停止作用后,仍保留部分磁性;各种铁磁质都存在一个临界温度(居里点),在此温度以上,铁磁质失去磁性而变为顺磁质。不是线性关系§14-3铁磁质mr=102~1042.不是恒量,与H及磁化过程有关;剩磁IH=nI磁通计B,由B=mHmr二、磁化规律1.实验:I磁通计改变电流I,可测出B~H曲线和mr~H曲线HB,mromrB-HcHc-BrBr剩磁矫顽力HB2.规律:磁滞、磁滞回线、磁滞损耗三、磁化机理1.磁畴:铁磁质内部存在许多小区域,各区域内的分子全部自发磁化,磁矩在同一方向上。B0B0无磁场时有磁场时饱和时的理想情况2.B去掉,磁畴不会复原,故

8、有剩磁;3.温度超过TC时,磁畴散解,变为顺磁质。四、磁性材料(铁

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