§4-3-磁介质(二)——磁荷观点课件.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,4-3 磁介质（二）磁荷观点,“磁荷”模型的要点：,磁荷有正、负，同号相斥，异号相吸,磁荷遵循磁的库仑定律（类似于电库仑定律）,定义,磁场强度,H为单位点磁荷所受的磁场力,把磁介质分子看作磁偶极子,认为,磁化是大量分子磁偶极子规则取向使正、负磁荷聚集两端的过程，磁体间的作用源于其中的磁荷。,1,3.1 磁介质的磁化 磁极化强度矢量,J,铁芯的磁化：,将一个没有磁化的铁芯插在线圈中，当线圈里通入直流电时，铁芯将显出磁性，在其两端出现了N、S极。,用磁荷观点解释磁化的微观机制,未磁化时,当线圈中通入电流后，它产生一个磁场 ，叫做,磁化场,磁化场将对每个,磁偶极分子产生一个力矩，,使它们的,磁偶极矩转向磁场的方向,H,o,2,在磁化场的力矩作用下，各磁偶极分子在一定程度上沿着磁场的方向排列起来,在整个磁棒的两个端面上分别出现,N(+),、,S(-),极或者说,+,、,-,磁荷,H,o,H,o,3,磁极化强度矢量,J,定义：,单位体积内分子磁偶极矩的矢量和。,未磁化时,有磁化场时,是一个沿,方向的矢量,分子磁偶极矩,p,分子,定向排列的程度愈高，它们的矢量和的数值愈大，从而磁极化强度矢量,J,的数值就愈大,4,3.2 磁荷分布与磁极化强度矢量,J,的关系,与电介质中的电极化强度矢量,P,比较，磁极化强度矢量,J,的通量为,说明,S,是任意闭合面,包含在,S,内磁荷的代数和,为磁介质表面上磁荷的面密度,是磁介质表面的外法向单位矢量,是,之间的夹角,与,5,举例,：,均匀磁化介质球上的磁荷的分布,3.3 退磁场与退磁因子,退磁场,附加磁场,的方向和大小各处不同,当,时，,取决于,退磁场越大，介质越不容易,磁化，退磁场总是不利于介质,磁化的。,退磁场的方向与磁化场的方,向相反,6,退磁因子,b,a.,c l/d,较小,d,l/d0,将右侧几根磁棒,磁化到同样大小的,，从而端面上有同样的磁荷面密度 。,介质棒内中点附近的退磁场,=?,细而长的磁棒，端面积小，总磁荷 小，磁荷离中点远，在中点附近的退磁场 较弱,7,短而粗的磁棒，端面积大，总磁荷 大，磁荷离中点近，在中点附近的退磁场 较强,退磁场,当,J,给定时，与棒的几何因素有关,故,N,D,是一个纯数，其大小由棒的几何因素,l/d,决,定，,N,D,叫做介质的退磁因子,l/d,愈大,，,N,D,是愈小，,l/d,愈小,，,N,D,是愈大，,N,D,随,l/d,的增大而减小,8,退磁因子的定量计算,棒端面上的磁荷面密度,根据,磁的库仑定律和叠加原理,可算得它们在中心产生的退磁场，其结果为,(自己去推，依据书上方法),又,故,对于无限长磁棒,对于,很薄的磁介质片,书4.19 4.60 4.61掉平方2,9,不同,l/d,值时退磁因子的数值（,N,D,介于0和1之间）,l/d,N,D,l/d,N,D,0.0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0,1.5,2.0,1.000000,0.750484,0.588154,0.475826,0.394440,0.333333,0.232981,0.173564,3.0,5.0,10.0,20.0,50.0,100.0,1000.0,0.108709,0.055821,0.020286,0.006749,0.001443,0.000430,0.000007,0.000000,10,表中数值是,通过对旋转椭球体计算而来的,l,和,d,相当于椭球体的纵向,和横向主轴的长度,理论上证明，只有椭球形的磁介质,才能在均匀,外磁场中,均匀,磁化，而有限长的圆柱形磁介质,在均匀外磁场中的磁化也是,不均匀,的。,用椭球体代替圆柱体计算退磁因子，是因为严格,说来，,只有在均匀磁化的情形下退磁因子才有意,义,。,11,3.4 安培环路定理 高斯定理,按磁荷观点，总磁场,H,0,是电流产生的，应由毕奥-萨伐尔公式决定,H,0,满足的安培环路定理和高斯定理分别为,传导电流,12,满足的安培环路定理和高斯定理分别为,是磁荷产生的，服从库仑定律,满足的安培环路定理和高斯定理分别为,13,3.5 磁感应强度矢量,由,引入一个辅助物理量,定义,磁感应强度矢量,在真空中,14,3.6 磁化率和磁导率,电介质中极化强度,P,与电场强度,E,的关系,磁介质中引入磁极化强度,J,与磁场强度,H,的关系,磁化率,磁导率,例11（P249）自己看,对比：,15,