磁介质的磁化磁化电流磁化强度
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B第六章 磁介质(magnetic medium )[基本要求]1、理解三种磁介质磁化的微观机制和束缚电流的产生,了解磁化强度的意义。
2、理解磁场强度的定义及磁场强度的环路定理的意义并能利用它们求解有磁介质存在时具有一定对称性的磁场的问题。
3、了解铁磁介质的特性。
4、掌握磁场的边界条件,会计算简单的磁路问题。
5、理解磁场能量的概念和磁场能量密度公式。
[重点难点]1、磁化强度矢量M 和磁导率μ是本章的重要物理量,掌握M与磁化电流的关系;深刻理解磁场强度H的意义,掌握有磁介质时的安培环路定理,并会用该定理计算某些特殊情况下磁介质中的磁场分布。
明确B ,H ,M三者的联系和区别。
2、掌握磁场的边界条件。
3、明确磁场作为物质存在的一种形态,具有能量。
[教学内容]§1 分子电流观点 一、磁介质的磁化 磁化强度矢量M及其与磁化电流的关系1、 有关磁介质磁化理论的两种观点: 1) 磁荷观点2) 分子电流观点:即安培的分子环流假说例:软铁棒:分子是一个复杂的带电系统。
一个分子有一个等效电流i , 即称分子环流。
a)无外磁场时一般由于分子的热运动,各分子环流的取向完全是混乱的。
b)有外磁场时在外磁场的力矩作用下,分子环流的取向会发生转向, 在一定程度上沿着场的方向排列,这就是软磁棒的“磁化”。
外磁场越强,转向排列越整齐。
c)结果:当介质均匀时由于分环流的回绕方向一致,在内MBdlP mP mPi π r 2M θdl BidlS dI ’部任何两个分子环流中相邻的那一对电流元回绕方向总是彼此相反,相互抵消。
即在宏观上,这横截面内所有分子环流的总体与沿截面边缘的一个大环形电流等效,就象是一个由磁化电流组成的“螺线管”,它在棒内的方向与外磁化场一致,则增加了原磁场。
2、磁化强度矢量:磁化的强弱还可以用磁化强度来描述。
定义磁化强度:单位体积内分子磁矩的矢量和。
V m M ∆≡∑分子(∆V −−宏观小、微观大)单位:安每米(A/m )3. 磁化电流与磁化强度的关系在磁介质内取一宏观体积元,分子看成完全一样的电流环,即环具有同样的面积a 和取向,则介质中的磁化强度为a nI VmM=∆≡∑分子任取一微小矢量元ld ,它与B 的夹角为θ,则与l d 套住的分子电流的中心都是位于以ld 为轴、以a 为底面积的小柱体内。