第12章 磁介质中的恒定磁场汇总
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三、恒定磁场电流或运动电荷在空间产生磁场。
不随时间变化的磁场称恒定磁场。
它是恒定电流周围空间中存在的一种特殊形态的物质。
磁场的基本特征是对置于其中的电流有力的作用。
永久磁铁的磁场也是恒定磁场。
1、磁通密度与毕奥-萨伐尔定律磁通密度是表示磁场的基本物理量之一,又称磁感应强度,符号为B。
电流元受到的安培力 B l d I f d⨯''=毕奥——萨伐尔定律 ⎰⨯=l r r l Id B 2004 πμ对于粗导线,可将导线划分为许多体积元dV 。
⎰⎰⎰⨯=Vrr dV J B 24 πμ 2、磁通连续性定理磁场可以用磁力线描述。
若认为磁场是由电流产生的,按照毕奥-萨伐尔定律,磁力线都是闭合曲线。
磁场中的高斯定理 0d =⋅⎰⎰SS B式中,S 为任一闭合面,即穿出任一闭合面的磁通代数和为零。
应用高斯散度定理⎰⎰⎰⎰⎰⋅∇=⋅VSdV B S B d0=⎰⎰⎰⋅∇VdV B由于V 是任意的,故 0=B⋅∇式中⋅∇为散度算符。
这是磁场的基本性质之一,称为无散性。
磁场是无源场。
3、磁场中的媒质磁场对其中的磁媒质产生磁化作用,即在磁场的作用下磁媒质中出现分子电流。
总的磁场由自由电流与分子电流共同产生。
永磁铁本身有自发的磁化,因而不需要外界自由电流也能产生磁场。
磁媒质的磁化程度用磁化强度M来表征,它是单位体积内的磁偶极矩。
磁偶极矩:环形电流所围面积与该电流的乘机为磁偶极矩,其方向与电流环绕方向符合右螺旋关系。
n IS P m =磁场强度 M B H-=0μ 或 )(0M H B +=μ本构方程 由m H M χ=可得 H B μ=,该式称为磁媒质的成分方程或本构方程。
磁媒质的分类:r m μμχμμ00)1(=+=,顺磁质 1>r μ,抗磁质 1<r μ,铁磁质1>>r μ。
4、安培环路定律磁场强度H沿闭合回路的积分,等于穿过该回路所限定的面上的自由电流。
回路的方向与电流的正向按右螺旋规则选定。