软磁材料的磁滞回线比较瘦课件.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,*,章,磁 介 质,1,11-7 介质静磁学,1、磁介质及其分类,磁介质置于,B,0,中，激发附加,B,(,磁化电流产生的附加磁场）,讨论：,1),2),本节要求很低,仅讲要求内容,2,磁介质:,*,相对磁导率,:,实验发现：有、无磁介质的,螺旋管内磁感应强度的比值，,可表征它们在磁场中的性质。,*,顺磁质,*,抗磁质,*铁磁质,磁介质的分类：,如氧、铝、钨、铂、铬等。,，如氮、水、铜、银、金、铋等。,如铁、钴、镍等,超导体是理想的抗磁体,顺磁质见,抗磁质,P98,表11.7-1,磁化率,3,2.磁介质的顺磁性和抗磁性,抗磁性物质：,分子中电子和核的运动都能产生磁效应，分子对外界磁效应的总和可用一个等效的圆电流来代替，称为分子电流，其磁矩称为分子磁矩，用 表示。,顺磁性物质：,但无外场时，由于分子电流的取向在各方向几率一样，因此对外不显磁性,产生顺磁，,进动后,产生抗磁,4,磁介质在外场中受到两种作用：,一是分子固有磁矩在外场中重新取向，产生磁场,与外磁场 同向。(,顺磁质,),二是在外场作用下，原子或分子中各个电子因进动而产生附加磁矩，用 表示。无论是抗磁物质还是顺磁物质 总是与 反向。,3、抗磁质的磁化,与,的方向相反，,与,的方向相反，,5,4、顺磁质的磁化,与,的方向相反，,与,的方向相同，但,与,的方向相同,故抗磁性显现不出来，,1.磁化强度,讨论：,对于真空,M,=0,对于顺磁质,即单位体积内所有分子磁矩的矢量和,对于抗磁质,磁化强度和磁化电流,（,P100101,可不看按下面求）,实验规律,6,在均匀外磁场中，各向同性均匀的,顺磁质,被磁化，未被抵消的分子电流沿着柱面流动，称为磁化面电流。,.,磁化面电流,磁化面电流也称为,束缚面电流或分子电流。,若在,l,长介质表面束缚分子面电流为,i,则其线密度为,设介质的截面积,S,，,则有：,磁化面电流线密度,在垂直于电流流动方向上,单位长度的分子面电流。,7,束缚电流线密度,的大小等于磁化强度的切向分量。,磁化强度的环流,普遍情况下可以证明,电介质有,束缚电荷面密度,的大小等于,电极化强度的法向分量。,以充满介质的螺旋管为例，,选如图回路，求环流,磁化强度沿任一回路的环流，等于,穿过此回路的束缚电流,i,的代数和,i,与,L,环绕方向成右旋者为正，反之为负。,8,磁介质中的磁场 磁场强度,1.磁介质中的安培环路定理,束缚电流,传导电流,有磁介质的总场,L,9,定义磁场强度 则有：,沿任一闭合路径磁场强度的环流等于该闭合路径所包围的自由电流的代数和。,物理意义,磁场强度,H,的单位：,安培/米(,A/m),（SI）,H,的环流仅与传导电流,I,有关,与介质无关。,(当,I,相同时，尽管介质不同，,H,在同一点上,也不相同，然而环流却相同。因此可以用它,求场量 ，就象求 那样。,例：,有磁介质无限长螺线管,10,电介质中的高斯定理,磁介质中的安培环路定理,11,称为相对电容率,或相对介电常量。,之间的关系：,之,间的关系,实验规律,量 纲,称为相对磁导率,磁导率,电磁 场的,本构 方程,描述真空 中电磁场和,介质中电 磁场的关系式,12,解,由安培环路定理,:,有,H2,r=,例题,一细铁环中心周长,l=,30cm,，横截面积,S,=1.0cm,2,密绕,N,=300,匝。当,I,=32mA,时，,m,=2.010,-6,wb,，,求铁芯中的磁场强度,H,，以及铁芯的相对磁导率,r,。,NI,r,13,求铁芯的相对磁导率,r,。,=497,m,=2.010,-6,o,=,410,-7,H,=32,S,=1.0,10,-4,14,例题,一根长直同轴线由半径,a,的长导线和套在它外面的内半径为,b,、,外半径为,c,的同轴导体圆筒组成。中间充满磁导率为,的各向同性均匀非铁磁绝缘材料,如图所示。传导电流,I,沿导线向上流去,由圆筒向下流回,设电流在截面上都是均匀分布的。求同轴线内外的磁场强度,H,和磁感应强度,B,的分布。,b,c,a,o,I,I,解图,题图,I,I,a,b,c,15,解,由安培环路定理:,及,B=,H,b,c,a,o,I,I,例题图,r,ra,:,H=,2,r,H2,r,16,B=0,I,b,c,a,o,I,I,例题图,r,r,2,r,brc,:,H=,0,=0,17,1.高,值,B=,o,r,H=,r,B,o,铸钢：,r,=5002200，,硅钢：,r,=7000,坡莫合金,：,r,=10,5,因此,很小的电流就能在铁磁质中产生很强的磁场。,2.非线性,相对磁导率,r,要随磁场的强弱发生变化，因此,B,和,H,的关系是非线性的。作为信号传输器件时，如变压器铁芯，要,尽量工作在线性段,，以减小信号的失真。,B,H,图,11-8 铁 磁 性铁、钴、镍和它们的合金,(,p104),18,3.有磁滞有剰磁现象,一般说来，抗磁质和顺磁质在外磁场消失时，磁性也消失。但铁磁质不同，外磁场消失后，还会,保留部分磁性,，这就是,磁滞,现象。,B,r,剩磁,H,c,矫顽力,(使铁磁质中的磁场完全消失所需加的反向磁场的大小),不同铁磁质的磁滞回线的形状是不同,它们各具有不同的剩磁,B,r,和矫顽力,H,c,。,根据磁滞回线的胖瘦可把铁磁质分为,硬磁材料,和,软磁材料,。,-,H,c,图,磁滞回线,B,r,B,H,19,图,硬磁材料的磁滞回线,图,软磁材料的磁滞回线,硬磁材料的,磁滞回线显得胖,(见图15-13),有较大的剩磁和矫顽力，常用来作永久磁体、记录磁带或电子计算机的记忆元件。,软磁材料的,磁滞回线比较瘦,(见图15-12),剩磁和矫顽力都很小，常用来作变压器和电磁铁的铁心。B,H,矩磁,20,例题,图示为三种不同的磁介质的,B,H,关系曲线，其中虚线表示的是,B=,0,H,的关系。,a,、,b,、,c,各代表哪一类磁介质的,BH,关系曲线：,a,代表 的,BH,关系曲线。,铁磁质,b,代表 的,BH,关系曲线。,c,代表 的,BH,关系曲线。,顺磁质,抗磁质,抗磁质和顺磁质的,B,和,H,间是线性关系,相对磁导率,r,与1相差不大。在一般性(精度要求不高)的问题中，可以把,抗磁质和顺磁质的相对磁导率,r,看作是1。,B,H,a,b,c,例题图,对铁磁质，,B,和,H,间是非线性的,相对磁导率,r,1,。,21,磁介质习题仅要求习题册的题目.具体应掌握,磁介质分类 ,和磁介质中的安培环路定理.,1章 完,磁化强度 的计算不要求,铁磁性,（不要求）,22,