第9章稳恒磁场.ppt

* 1.抗磁质与顺磁质的磁化 2. 安培环路定理 3.铁磁质 高磁导率,非线性,磁滞现象. * 3.磁 畴 量子理论和实验研究表明，铁磁质的磁性来自于电子的自旋磁矩，相邻原子间的电子存在着很强的“交互作用”，使电子自旋磁矩都自发地取相同方向. 在铁磁质内形成一个小的“自发饱和磁化区”，其体积约为10－12 m3，含有1012～1015个原子.这种自发磁化区叫做磁畴 多晶磁畴结构示意图 * 显示磁畴结构的铁粉图形 纯铁 硅铁 钴 三种铁磁性物质的磁畴 * (1) 铁磁质磁性解释 B H 0 Bm Hs a 1 2 0~1段 1~2段 2~a段 剩磁：撤去外磁场、磁畴排列仍保留，而无法复原 (2) 居里点: 磁介质达到某一温度时，铁磁性消失、介质显顺磁性这一温度称为居里点。 原因是在高温下磁畴瓦解了 * 4.铁磁质的特性 (3) 有剩磁、磁饱和及磁滞现象。 (2) 有很大的磁导率。 放入线圈中时可以使磁场增强102 ~ 104倍。 (4) 温度超过居里点时，铁磁质转变为顺磁质。 (1) 磁导率?不是一个常量，它的值不仅决定于原线 圈中的电流，还决定于铁磁质样品磁化的历史。 B 和H 不是线性关系。 * 5. 铁磁质的分类及应用 (1)软磁材料 纯铁，硅钢坡莫合金(Fe，Ni)，铁氧体等。 H B -Hc Hc 矫顽力(Hc)小, ?r大，易磁化、易退磁(起始磁化率大)。饱和磁感应强度大，磁滞回线的面积窄而长，损耗小(HdB面积小)。 软磁材料作变压器的芯。还用于继电器、电机、以及各种高频电磁元件的磁芯、磁棒。 (2)硬磁材料——作永久磁铁 钨钢，碳钢，铝镍钴合金 * H B -Hc Hc 矫顽力(Hc)大（102A/m)，剩磁Br大 磁滞回线的面积大，损耗大。 用于磁电式电表中的永磁铁。耳机中的永久磁铁，永磁扬声器。 (3)矩磁材料——作存储元件 锰镁铁氧体，锂锰铁氧体 H B -Hc Hc Br=BS ，Hc不大，磁滞回线是矩形。 用于记忆元件，当+脉冲产生HHC使磁芯呈+B态，则–脉冲产生H – HC使磁芯呈– B态，可做为二进制的两个态。 * 例：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 = ?0H的关系．说明a、b、c各代表哪一类磁介质的B~H关系曲线： a代表___________________的B~H关系曲线． b代表___________________的B~H关系曲线． c代表___________________的B~H关系曲线． a. 铁磁质 b. 顺磁质 c. 抗磁质 * 例：一铁环的中心线周长为0.3 m，横截面积为1.0×10-4 m2，在环上密绕300匝表面绝缘的导线，当导线通有电流3.2×10-2 A时，通过环的横截面的磁通量为2.0×10-6 Wb． (1)求铁环内部的磁感强度； 解： (2)求铁环内部的磁场强度； 解： n = 1000 m-1， H = nI0＝32 A/m (3)求铁的磁化率； 解： ∴ 磁化率 ?m = ?r-1 = 496 * (4)求铁环的磁化强度． M = ?m H＝1.59×104 A/m * 稳恒电流的磁场小结 磁场 电场 1.激发源 运动电荷(电流) 电 荷 2.场特性 对运动电荷有力; 不作功！ 对所有电荷有力 3.基本量 4.源与场 (点电荷) (电流元) * 磁场 电场 5.场方程 U (环流方程 适用条件) 仅适用于稳恒电流(闭合) 仅适用于静电场 6.场量计算 7.作用力 (点电荷) (电流元) * 磁场 电场 8.应用 小电流线圈 电偶极子 9.介质 * 1.回旋加速器 金属双 D 形盒 * ~ B * 目前世界上最大的回旋加速器在美国费米加速实验室，环形管道的半径为2公里。产生的高能粒子能量为5000亿电子伏特。 * 世界第二大回旋加速器在欧洲加速中心，加速器分布在法国和瑞士两国的边界，加速器在瑞士，储能环在法国。产生的高能粒子能量为280亿电子伏特。 * 2.磁聚焦 当同一种带电粒子以任意角度进入均匀磁场时，只要v∥相同，那么就有相同的螺距，利用这一点可对带电粒子流进行磁聚焦 Ｋ Ｇ P A P/ * 3.磁约束 B u F (1) 磁镜