磁偶极矩磁极化强度课件.ppt

1、v磁性的基本量磁性的基本量 (磁矩磁矩,磁化强度磁化强度M,M,磁化率）；磁化率）；（磁偶极矩，磁极化强度，磁导率（磁偶极矩，磁极化强度，磁导率)v物质的磁性分类物质的磁性分类v抗磁性与顺磁性抗磁性与顺磁性(弱磁性弱磁性)v铁磁性铁磁性(强磁性强磁性)(磁滞回线磁滞回线,自发磁化自发磁化,磁畴与技术磁化磁畴与技术磁化)v磁性材料及应用磁性材料及应用一、基本参量及单位基本参量及单位B:1 T=104 G;H:1 kAm-1=4 Oe;M:1 kAm-1=emu cm-3(BH)max:1 kJm-3=4 10-2 MGOe磁矩磁矩m：磁化强度磁化强度M：M=m/V磁场强度磁场强度H H：=ml=

2、0m 磁极化强度磁极化强度Jm：Jm=0M磁感应强度磁感应强度B：磁偶极矩磁偶极矩 jmm=is(CGS:Gauss;Oe;emu/cm3)B=H+4M(SI:T特斯拉；特斯拉；A/m；A/m 或或Wb/m2);B=0(H+M)单位换算：单位换算：静磁现象静磁现象磁极与磁极强度m磁极:磁体中受吸引(排斥)力最大的区域1.1 1.1 磁学基础基本磁性参量磁学基础基本磁性参量磁荷：磁荷：磁铁的两端为磁极，磁铁的两端为磁极，磁极的强度磁极的强度m m为磁荷为磁荷 (磁荷磁荷q qm m),),其单位为：韦伯其单位为：韦伯 WbWb，这是一个很大的单位。，这是一个很大的单位。磁极强度磁极强度m和磁偶极

3、矩和磁偶极矩jm m412210NrmmF两个磁极间作用力：两个磁极间作用力：磁偶极矩磁偶极矩:mH/,104:70单位：真空磁导率mWbNS,极，单位方向mljm-m+mlj m=ml磁荷在磁场中的受力磁荷在磁场中的受力:F=m H 磁荷的磁场强度磁荷的磁场强度:/41/20WbNrmmFH1.1 1.1 磁学基础基本磁性参量磁学基础基本磁性参量磁偶极矩磁偶极矩j jm m和磁极化强度和磁极化强度J Jm m磁极化强度磁极化强度:磁偶极矩磁偶极矩:m)Wb(NS,极，单位方向lmjm）单位（21Wb/m,VjJnimmi磁极化强度磁极化强度 J Jm m 定义为物质单位体积的磁偶极矩单位体积

4、的磁偶极矩jm 是一个长度为是一个长度为 l l,磁荷为磁荷为q qm m的磁偶极子，其单位是：的磁偶极子，其单位是：WbWbm m，因此磁极，因此磁极化强度的单位是：化强度的单位是：WbWbm m-2 -2 (和磁感应强度和磁感应强度 B B 单位单位 T T 一致一致)环型电流的环型电流的磁矩磁矩m:磁矩磁矩大小大小 =电流强度电流强度回路所围面积回路所围面积磁矩磁矩的方向：右手螺旋定则确定的方向：右手螺旋定则确定2mA,单位：s im1.1 1.1 磁学基础基本磁性参磁学基础基本磁性参量量磁矩磁矩m和磁化强度和磁化强度 Mm磁化强度磁化强度 M：VMnimi1单位A/m1.1 1.1 磁

5、学基础基本磁性参量磁学基础基本磁性参量 是一个面积为是一个面积为 s s 的电流为的电流为 i i 的环形电的环形电流的磁矩。单位是流的磁矩。单位是 A Am m2 2,因此磁化强度的因此磁化强度的单位是单位是 A Am m-1-1,它和磁场强度它和磁场强度 H H 的单位是的单位是一样的一样的。VMnimi1m0B磁化强度磁化强度(M):单位体积磁体内各磁畴磁矩的矢量和，单位A/m磁矩磁矩m和磁化强度和磁化强度 M一一.磁矩和磁偶极矩磁矩和磁偶极矩mi-m l +mS Nmj二二.磁化磁化强度强度M和和磁极化强度磁极化强度 J0JM T特斯拉特斯拉或或Wb/m2A/mmmlmj0WbmAm2

6、J和和 B 单位单位 T 一致一致(SI:T特斯拉；特斯拉；A/m；A/m 或或Wb/m2);B=0(H+M)物质磁性起源物质磁性起源lmjmVjJnimmi1nis现代科学认为物质的磁性来源于组成物质中原子的磁性：现代科学认为物质的磁性来源于组成物质中原子的磁性：分子电流学说和磁偶极矩学：分子电流学说和磁偶极矩学：磁偶极矩磁偶极矩:磁极化强度磁极化强度:磁矩：磁矩：原子的磁性：电子的（原子的磁性：电子的（轨道轨道+自旋）磁矩自旋）磁矩+核磁矩核磁矩磁化强度：磁化强度：VMnimi1MMLIvLe-Sr三三.磁场磁场强度强度H H 和磁感应强度和磁感应强度B BDefinitions of T

7、hree Magnetic Vectors:1.H Magnetic field,磁场磁场强度强度2.M Magnetization,磁化强度磁化强度3.B Magnetic induction,磁感应强度磁感应强度 磁化率磁化率 (Magnetic Susceptibility)反映物质磁化的难易程度。反映物质磁化的难易程度。MHH(the same for S.I.and cgs units).无量纲）(HM 1.1 1.1 磁学基础基本磁性参量磁学基础基本磁性参量HM/磁化率定义：磁感应强度:B(特斯拉)磁场强度:H(安/米)磁化强度:M(安/米)物质磁化后的总磁场B为：HBMHsHMB

8、1.1 1.1 磁学基础基本磁性参量磁学基础基本磁性参量 磁导率磁导率 磁导率磁导率定义：HB/HHHMHBr000)1()(0:真空磁导率;:绝对磁导率，单位为 H/m，饱和磁感应强度饱和磁感应强度剩余磁感应强度剩余磁感应强度矫顽力矫顽力最大磁导率最大磁导率起始磁导率起始磁导率磁化曲线磁化曲线磁滞迴线磁滞迴线退磁曲线退磁曲线(0)01liniHBHmax01mBH饱和磁化后去掉磁场，再加反向磁场磁化到饱和，如此反复形成了饱和磁滞迴线，它的形状决定了磁性材料的一些应用参数数值。磁化的不可逆过程是磁滞迴线出现的根本原因。反磁化过程：反磁化过程：矫顽力Hc永磁材料的矫顽力Hc有两种定义：一个是使B

9、0所需的磁场值，称磁感矫顽力磁感矫顽力.常用BHc表示.一个是使M=0所需的磁场值，常用MHc表示.叫内禀矫顽力内禀矫顽力.一般：|MHc|BHc|.Definitions of Three Magnetic Vectors:1.H Magnetic field,磁场磁场强度强度2.M Magnetization,磁化强度磁化强度3.B Magnetic induction,磁感应强度磁感应强度 1.1 1.1 磁学基础基本磁性参量磁学基础基本磁性参量磁场磁场强度强度H和磁感应强度和磁感应强度B)(0MHBTwo Units:1.CGS:(centimeter,gram,second),fic

10、titious magnetic poles 2.SI:(SI:systme internationale),current sourcesB B=o(H+M)(H+M)Tesla,TB B=H H+4M M CGSQuantityGaussian(cgs units)S.I.UnitsConversion factor(cgs to S.I.)Magnetic Induction(B)G GT T10-4Applied Field(H)OeOeAmAm-1-1103/4 Magnetisation(M)emu cmemu cm-3-3AmAm-1-1103Magnetisation(4 M)

11、G G-Magnetic Polarisation(J)-T T-Specific Magnetisation(s)emu gemu g-1-1JTJT-1-1kgkg-1-11Permeability()DimensionlessDimensionlessH m-14 .10-7Relative Permeability(r)-Dimensionless-Susceptibility()emu cm-3 Oe-1Dimensionless4 Maximum Energy Product(BHmax)M G Oek J m-3102/4 Two Units一、基本参量及单位基本参量及单位=ml=0m 磁极化强度磁极化强度Jm：B:1 T=104 G;H:1 kAm-1=4 Oe;M:1 kAm-1=emu cm-3(BH)max:1 kJm-3=4 10-2 MGOe磁矩磁矩m：磁化强度磁化强度M：Jm=0MM=m/V磁感应强度磁感应强度B：磁场强度磁场强度H H：磁偶极矩磁偶极矩 jmm=is(CGS:Gauss;Oe;emu/cm3)B=H+4M(SI:T特斯拉特斯拉；A/m；A/m 或或Wb/m2);B=0(H+M)单位换算：单位换算：