求介质中磁场强度和磁感应强度.ppt

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1、§6.4边界条件和磁路定理做一个扁平盒子的高斯面，侧面很小，通量可忽略。介质2介质1磁感应强度的法向分量在介质界面上连续介质2介质1依据磁场的高斯定理和有介质存在的安培环路定理，能够导出磁场在两种物质界面(包括真空)两边的关系，这些边界条件是求解有磁介质存在时磁场分布的基础。§6.4.1磁场的边界条件窄边是无穷小量，法向分量对积分无贡献。磁场强度的切向分量在界面上连续。磁感应强度法向分量在界面上连续的条件适用于任何界面磁场强度切向分量在界面上连续只适用于两种磁介质界面(包括真空)，即在界面上没有传导面电流。***如果界面上除磁化面电流以外没有其它的面电流即两介质区中

2、的磁场强度分别为和例题：在一同轴电缆中填满相对磁导率r1和r2的两种磁介质，各占一半，且介质面为通过电缆轴的平面。设电流为I，求介质中磁场强度和磁感应强度。解：把同轴电缆的内导体圆柱和外导体圆柱壳当作理想导体。本题中磁介质界面与磁感应矢量垂直，可知两磁介质中的磁感应强度大小相等。可得介质2介质1对于线性磁介质，在两种线性磁介质界面两侧，磁感应线在界面两侧一般会发生“折射”。折射时，界面两侧磁感应线与界面法线夹角的正切之比等于两侧相对磁导率之比。§6.4.2高磁导率材料的边界效应设介质1是铁磁材料介质2是真空或一般磁性材料，因而有如果不等于零，右边就必是一个大数，

3、就接近90o。介质1介质2即，如果磁介质外磁力线不垂直于界面，则磁介质内磁力线接近平行于界面。高磁导率材料通常被称为高μ材料，在电磁技术和磁屏蔽技术上有广泛的应用。用这种材料实现磁屏蔽的原理是什么呢？介质2介质1反过来看如果明显偏离90o,一定很小即，如果在高磁导率介质中磁力线明显不平行于界面，在介质外磁力线必接近垂直于界面。§6.4.3磁路定理高磁导率材料有把磁场集中到它的内部的作用，把线圈绕到闭合铁芯或接近闭合的铁芯上不仅磁场大大增强，而且磁场基本上集中到铁芯内部。由铁芯和小间隙构成的磁感应线集中的通路，称为磁路。IL做一环路L,如图：忽略漏磁，所有的磁通都是相

4、同的与电路比较把磁路的公式，写成与电路相似的形式磁位降落闭合环路的磁动势等于各段磁路上磁位降落的和磁路定理IL例线圈5000匝，电流4安培铁芯截面0.01m2,总长度2.0m,气隙宽度0.05m求气隙中的磁感应强度分别求出铁芯和气隙的磁阻算出磁通计算磁感应强度自己算一下，和书上的结果比较§6.4.4磁分流既然有了磁路的概念，当然也就有磁路的并联与串联结构。前面的例子就是一个串联磁路NIRm1Rm2磁屏蔽是一个并联磁路的例子把一个高磁导率的介质圆筒壳放在磁场中，磁力线将集中在介质壳中，圆筒中的空间中的磁场变弱。这就是磁屏蔽的结果。磁屏蔽并不能实现完全屏蔽。§6.4.5

5、电感器中的磁路匝链数可以通过调节磁阻来调节自感在电感线圈中充满高磁导率材料可以极大地增加电感系数(没有漏磁)。如果线圈的匝数为N，磁路的磁阻为Rm，则当通过线圈的电流为I时，通过线圈任一截面的磁通量为自感系数为HOMEWORK6.66.76.86.96.106.11“Assimpleaspossiblebutnotsimpler”AlbertEinstein第七章电磁场与电磁波§7.1电磁场的基本方程§7.1.1电磁场在我们研究非稳恒的电场和磁场时，有两个重要的规律把电和磁联系到一起了。变化的电场产生位移电流，而位移电流和传导电流一样有磁场伴随。变化的磁场感生出涡旋

6、电场—这是法拉第电磁感应定律变化的电场------变化的磁场--------变化的电场…经过多年的研究，人们对电和磁的认识越来越深刻，逐渐认识到电和磁是一个统一体的两种表现。Maxwell总结了这些规律提出了Maxwell方程组。实际上，我们这一章也就是前面各章所学电磁理论的总结。电场强度的高斯定理积分形式微分形式电位移矢量的高斯定理磁感应强度的高斯定理静电场强度的环路定理安培环路定理磁场强度的环路定理法拉第电磁感应定律电场和磁场既互相联系，又在一定条件下相互激发、相互转化形成一个统一体-电磁场静电场和稳恒磁场只是它们的特殊形式而已全部电荷自由电荷全电流和磁化电流全

7、电流§7.1.2麦克斯韦方程组各向同性线性介质自由电荷全电流传导电流以上方程，构成了描述电磁场的完备方程组从这一方程组出发，加上具体问题的初条件、边条件，运用有效的数学工具就能够导出所有宏观电磁问题的解界面上不存在自由电荷和传导面电流§7.2电磁波的基本概念§7.2.1电磁场的运动---电磁波假设在各向同性线性介质中，并且利用矢量恒等式左边用矢量恒等变换代入得波动方程波动方程的一般形式是对照可知WhereIsthespeedoflight!同样可以推出H、D和B的类似的波动方程由麦克斯韦方程组可以导出电磁场的波动方程，即麦克斯韦预言了电磁波的存在。这一预言，以后