第六章第六章 磁介质磁介质主要内容主要内容1.研究磁介质的宏观现象研究磁介质的宏观现象2.了解各种磁效应的微观机制了解各种磁效应的微观机制6.1 分子电流观点分子电流观点1.磁介质的磁化磁介质的磁化 磁化强度矢量磁化强度矢量M及其与磁化电流的关系及其与磁化电流的关系2.磁介质内的磁感应强度磁介质内的磁感应强度B3.磁场强度矢量磁场强度矢量H与有磁介质时的安培环路定与有磁介质时的安培环路定理和理和“高斯定理高斯定理”磁介质的磁化磁介质的磁化 磁化强度矢量磁化强度矢量M及其与磁化及其与磁化电流的关系电流的关系有关磁介质（铁芯）磁化的理论，有两种不同的有关磁介质（铁芯）磁化的理论，有两种不同的观点观点分子电流观点和磁荷观点。两种观点假设分子电流观点和磁荷观点。两种观点假设的微观模型不同，但是最后得到的宏观规律的表的微观模型不同，但是最后得到的宏观规律的表达式完全一样在这种意义下两种观点是等效的。达式完全一样在这种意义下两种观点是等效的。本节介绍分子电流观点本节介绍分子电流观点分子电流观点就是就是安培分子环流假说，即：分子电流观点就是就是安培分子环流假说，即： 组成磁铁的最小单元（磁分子）就是环形电流。组成磁铁的最小单元（磁分子）就是环形电流。若这样一些分子环流定向地排列起来，在宏观上若这样一些分子环流定向地排列起来，在宏观上就会显示出就会显示出N、S极来。极来。磁化强度矢量磁化强度矢量: :为为了了描描述述磁磁介介质质的的磁磁化化状状态态引引入入磁磁化化强强度度矢矢量量的的概概念念，它它定定义义为为单单位位体体积积内内分分子子磁磁矩矩的的矢矢量量和和，用用M M代表磁化强度矢量代表磁化强度矢量式中式中m mi i 代表小体积元代表小体积元VV内第内第 i i个分子的磁矩，求个分子的磁矩，求和遍及和遍及VV内所有分子。单位：安培内所有分子。单位：安培/ /米米 (A/m) (A/m)。用用平平均均分分子子磁磁矩矩代代替替每每个个分分子子的的真真实实磁磁矩矩，于于是是介介质质中中的的磁磁化化强强度度为为M=nmM=nmi i=nIa,n=nIa,n为为单单位位体体积积内内的的分子环流数。分子环流数。磁介子公式：磁介子公式： 它它是是反反映映磁磁介介质质中中磁磁化化电电流流II的的分分布布与与磁磁化化强强度之间联系的普遍公式。度之间联系的普遍公式。6.1.2 6.1.2 磁介质内磁感应强度磁介质内磁感应强度B B如果磁化强度如果磁化强度M M已知，我们可以计算出它产生已知，我们可以计算出它产生的附加磁感应强度的附加磁感应强度BB来。然后将它叠加在磁来。然后将它叠加在磁化场的磁感应强度化场的磁感应强度B B上，就可得到有磁介质时上，就可得到有磁介质时的磁感应强度的磁感应强度B B B=B B=B0 0+B+B对于很薄的磁介质片对于很薄的磁介质片 B0, B=B B0, B=B0 0+BB+BB0 06.1.3 6.1.3 磁介质的安培环路定理和磁介质的安培环路定理和“高斯定理高斯定理”有磁介质时的安培环路定理有磁介质时的安培环路定理引入磁场强度矢量引入磁场强度矢量H H=B/0-M0磁场强度磁场强度B满足的高斯定理满足的高斯定理6.2 6.2 介质的磁化规律介质的磁化规律1.磁化率和磁导率磁化率和磁导率2.顺磁质和抗磁质顺磁质和抗磁质6.2.16.2.1 磁化率和磁导率磁化率和磁导率定义：实验证明，如果磁介质是各向同性的，在外磁定义：实验证明，如果磁介质是各向同性的，在外磁场不太强的情况下，任一点的磁化强度场不太强的情况下，任一点的磁化强度M MJ J与磁场强度与磁场强度H H之间之间有如下关系有如下关系 , ,式中式中 为磁介质的磁化率，它为磁介质的磁化率，它是只和磁介质的性质有关的纯数。是只和磁介质的性质有关的纯数。将将 代入代入 可得可得: : 这更直接地表达了磁介质中任意点的这更直接地表达了磁介质中任意点的B B与与H H的关系，式中：的关系，式中： ，是磁介质的相对磁导率，是磁介质的相对磁导率: : 称为磁介质的磁称为磁介质的磁导率。导率。试验表明：磁介质在外磁场试验表明：磁介质在外磁场B0中可以被磁化，从而产生附中可以被磁化，从而产生附加磁场加磁场B，使空间的总磁场，使空间的总磁场B改变改变:B=B0+B 。（1）顺磁质）顺磁质如果附加磁场如果附加磁场B 的方向与外磁场的方向与外磁场B0 同向，二者叠加使磁场同向，二者叠加使磁场B 增强，这种磁介质叫顺磁质增强，这种磁介质叫顺磁质;（2）抗磁质）抗磁质如果附加磁场如果附加磁场B 的方向与外磁场的方向与外磁场B0反向，二者叠加使磁场反向，二者叠加使磁场B 削弱，这种磁介质叫抗磁质削弱，这种磁介质叫抗磁质。顺磁质和抗磁质顺磁质和抗磁质磁介质的分类磁介质的分类如果能在同一传导电流的磁场中，先后测出在真空和充如果能在同一传导电流的磁场中，先后测出在真空和充满某种磁介质时的磁感强度满某种磁介质时的磁感强度B0和和B，则它们的比值就是该，则它们的比值就是该磁介质的相对磁导率磁介质的相对磁导率 ，即，即: 按按r值的不同，磁介质分为三类：值的不同，磁介质分为三类：（1） r 1 ：顺磁质，如氧、铝、钨、铂、铬等。：顺磁质，如氧、铝、钨、铂、铬等。（2） r 1 ：铁磁质，如铁、钴、镍等。：铁磁质，如铁、钴、镍等。