磁场强度和磁导率
磁导率

磁导率magnetic permeability表征磁介质磁性的物理量。
常用符号μ表示,等于磁介质中磁感应强度B与磁场强度H之比,即B(矢量)=μH(矢量)通常使用的是磁介质的相对磁导率μr ,其定义为磁导率μ与真空磁导率μ0之比,即μr=μ/μ0磁场强度矢量H磁场强度矢量H是为了磁场的安培环路定理得到形式上简化而引入的辅助物理量。
它的物理意义类似于电位移矢量D。
从定义的操作方面来看,磁感应强度是完全考虑磁场对于电流元的作用,而不考虑这种作用是否受到磁场空间所在的介质的影响,这样磁感应强度就是同时由磁场的产生源与磁场空间所充满的介质来决定的。
相反,磁场强度则完全只是反映磁场来源的属性,与磁介质没有关系。
实际在前面已经说明,这两个概念在实际运用中各有其方便之处。
事实上,H的定义式为: H(矢量)=B(矢量)/μ磁通量magnetic flux表征磁场分布情况的物理量。
通过磁场中某处的面元dS的磁通量dΦ定义为该处磁感应强度的大小B与dS在垂直于B方向的投影dScosθ的乘积,即dΦ =BdScosθ式中θ是面元的法线方向n与磁感应强度B的夹角。
磁通量是标量,θ<90°为正值,θ>90°为负值。
通过任意闭合曲面的磁通量ΦB 等于通过构成它的那些面元的磁通量的代数和,即对于闭合曲面,通常取它的外法线矢量(指向外部空间)为正。
磁场的高斯定理指出,通过任意闭合曲面的磁通量为零,即它表明磁场是无源的,不存在发出或会聚磁力线的源头或尾闾,亦即不存在孤立的磁单极。
以上公式中的B既可以是电流产生的磁场,也可以是变化电场产生的磁场,或两者之和。
磁通密度是通过垂直于磁场方向的单位面积的磁通量,它等于该处磁场磁感应强度的大小B。
磁通密度精确地描述了磁感线的疏密。
通量概念是描述矢量场性质的必要手段,通量密度则描述矢量场的强弱。
磁通量和磁通密度,电通量和电通密度都是如此。
在国际单位制(SI)中,磁通量的单位是韦伯(Wb)。
磁学中磁化强度与磁场强度的对应关系分析

磁学中磁化强度与磁场强度的对应关系分析磁学是物理学中的一个重要分支,研究磁场、磁性材料以及它们之间的相互作用。
在磁学中,磁化强度和磁场强度是两个重要的概念,它们之间存在着密切的对应关系。
本文将对这一对应关系进行分析。
首先,我们来了解一下磁化强度和磁场强度的基本概念。
磁化强度是指单位体积内磁性物质所具有的磁性。
当外加磁场作用于磁性物质时,磁性物质内部的微观磁矩会发生定向排列,从而形成一个宏观的磁化强度。
而磁场强度则是指磁场的强弱程度,它是描述磁场强度的物理量。
在磁化强度和磁场强度之间存在着一种重要的对应关系,即磁化强度与磁场强度的比值等于磁导率。
磁导率是描述磁性材料对磁场的响应能力的物理量,它反映了磁场在磁性材料中的传播能力。
具体而言,磁导率等于磁化强度与磁场强度的比值,即M/H。
这个比值可以理解为磁性物质对磁场的响应程度。
当磁化强度和磁场强度之间的对应关系越强,磁导率就越大,磁性材料对磁场的响应能力就越强。
磁化强度和磁场强度的对应关系在磁性材料的磁化过程中起着重要作用。
当外加磁场作用于磁性材料时,磁化强度会随着磁场强度的增加而增加,直到达到饱和磁化强度。
饱和磁化强度是指磁性材料在饱和状态下所具有的最大磁化强度。
当磁场强度继续增加时,磁化强度不再增加,达到了饱和状态。
这是因为在饱和状态下,磁性材料中的所有磁矩已经定向排列,无法再进一步增加。
磁化强度和磁场强度的对应关系还可以通过磁滞回线来描述。
磁滞回线是描述磁性材料在磁化过程中磁化强度和磁场强度之间的关系的曲线。
在磁化过程中,当外加磁场强度从零开始增加时,磁化强度也会随之增加,形成一个上升的曲线。
当磁场强度减小时,磁化强度不会立即跟随减小,而是形成一个下降的曲线。
这是因为磁性材料中的磁矩在外加磁场的作用下发生定向排列,但在磁场减小时,磁矩并不会立即恢复到无序排列的状态,而是需要一定的时间才能恢复。
这种现象称为磁滞。
总结起来,磁化强度和磁场强度之间存在着密切的对应关系。
磁场对磁性材料的磁导率和磁感应强度的关系

磁场对磁性材料的磁导率和磁感应强度的关系磁场是指磁力在空间中产生的物理现象,它对磁性材料具有明显的影响。
在磁性材料中,存在着磁感应强度和磁导率这两个重要的物理量。
本文将探讨磁场对磁性材料磁导率和磁感应强度之间的关系。
一、什么是磁导率和磁感应强度?磁导率是衡量磁场中的磁性材料对磁场的导磁能力的物理量,通常用符号μ表示。
磁导率反映了材料在外加磁场下的磁响应能力。
磁感应强度是指磁场中单位面积处的磁通量,通常用符号B表示。
磁感应强度是描述磁场的强弱的物理量。
二、磁导率和磁感应强度的关系磁导率和磁感应强度之间存在很紧密的关系。
磁感应强度B与外加磁场强度H之间的关系可以用以下方程表示:B = μH其中,μ为材料的磁导率,H为外加磁场的强度。
这个方程可以看出磁感应强度B与磁导率μ成正比,而与外加磁场强度H成正比。
磁导率能够反映材料对磁场中磁通量的导磁能力。
当磁导率较大时,材料对磁场的响应能力也较强,即材料能够更好地导磁。
而当磁导率较小时,材料对磁场的响应能力较弱,即材料导磁性较差。
磁感应强度与磁场强度之间的关系取决于磁导率的大小。
当磁导率较大时,即材料具有较好的导磁性能,外加磁场产生的磁感应强度也较大。
而当磁导率较小时,材料的导磁能力较弱,外加磁场产生的磁感应强度也较小。
三、磁导率和磁感应强度对材料性能的影响磁导率和磁感应强度对材料的性能具有重要的影响。
较高的磁导率意味着材料具有较好的导磁性能,能够更好地吸收和传导磁场中的能量。
这在电磁感应、电感等电磁学应用中起到重要的作用。
较大的磁感应强度说明材料可以产生或吸收更强的磁场,这对于磁记录、电磁绕组等应用中非常关键。
例如,高磁感应强度的材料可以用于制造高性能的电感器件,提高电感器件的效率和稳定性。
此外,磁导率和磁感应强度还可以反映材料的磁滞特性和磁饱和特性。
磁滞特性指的是材料在磁场作用下的磁化过程中出现的滞后现象,磁饱和特性则指的是材料在受到较强磁场作用时磁感应强度趋于饱和的现象。
磁化率磁导率磁场强度磁感应强度

垂直交变的电场会在周围形成一个水平交变的磁场,而水平交变的磁 场又会在远方形成一个垂直的交变电场。这样电磁波就向四周传播出 去了。
电磁波的产生和传播
由麦克斯韦的电磁场理论,变化的电场产生变化的磁场, 而变化的磁场又产生变化的电场,这样就产生了电磁波。
E B
E B
E
顺磁性物质 相对磁导率稍大于1。如空气、 铝、铬、铂 反磁性物质 相对磁导率稍小于1。如氢、 铜等。 铁磁性物质 相对磁导率远大于1,其可达 几百甚至数万以上,且不是一个常数。如 铁、钴、镍、硅钢、坡莫合金、铁氧体等。
磁化率
• 磁化率,表征磁媒介质属性的物理量(磁导 率为表示媒介质导磁性能)。
磁导率
• 磁导率 :一个用来表示媒介质导磁性能的物 理量。不同的媒介质对磁场的影响不同,影响 的程度与媒介质的导磁性能有关。 • 意义:表示在空间或在磁芯空间中的线圈流过 电流后,产生磁通的阻力或者是其在磁场中导 通磁力线的能力。 • 公式表示: u=B/H 单位为H/m • μ为介质的磁导率,或称绝对磁导率。通常使 用的是磁介质的相对磁导率μr,其定义为磁导 率μ与真空磁导率μ0之比。 μ0=4π×10-7H/m
电流为1 A。 )
5、热力学温度(Kelvin温度)T;开(尔文) K(水三相点 热力学温度的1/273.16 ) 6、发光强度I(IV);坎(德拉)cd(是一光源在给定方向上 的发光强度,该光源发出频率为540×1012 Hz的单色辐射,且 在此方向上的辐射强度为(1/683)W/sr。 ) 7、物质的量n(v)。摩(尔)mol(是一系统的物质的量,
对于顺磁性或抗磁性物质顺次抗磁是根据磁导率来说的通常m的绝对值都很小大约在10磁导率和磁化率之间的联系电磁波电磁波从低频率到高频率包括有无线电波微波红外线可见光紫外光x射线和伽马射线等等
磁导率介绍

中文名称:磁导率英文名称:magnetic permeability定义:磁介质中磁感应强度与磁场强度之比。
分为绝对磁导率和相对磁导率,是表征磁介质导磁性能的物理量。
磁导率μ等于中B与磁场强度H之比,即μ=B/H通常使用的是磁介质的相对磁导率μr,其定义为磁导率μ与μ0之比,即μr=μ/μ0相对磁导率μr与χ的关系是:μr=1+χ磁导率μ,相对磁导率μr和磁化率xm都是描述磁介质磁性的物理量。
对于μr>1;对于μr<1,但两者的μr都与1相差无几。
在大多数情况下,导体的相对磁导率等于1.在中,B与 H 的关系是非线性的磁滞回线,μr不是常量,与H有关,其数值远大于1。
例如,如果空气(非)的磁导率是1,则的磁导率为10,000,即当比较时,以通过磁性材料的是10,000倍。
涉及磁导率的公式:磁场的能量密度=B^2/2μ在(SI)中,相对磁导率μr是无量纲的,磁导率μ的单位是/米(H/m)。
常用的真空磁导率常用参数(1)初始磁导率μi:是指基本磁化曲线当H→0时的磁导率(2)最大磁导率μm:在初始段以后,随着H的增大,斜率μ=B/H逐渐增大,到某一强度下(Hm),磁密度达到最大值(Bm),即(3)饱和磁导率μS:基本磁化曲线饱和段的磁导率,μs值一般很小,深度饱和时,μs=μo。
(4)()磁导率μΔ∶μΔ=△B/△H。
ΔB及△H是在(B1,H1)点所取的增量如图1和图2所示。
(5)微分磁导率,μd∶μd=dB /dH,在(B1,H1)点取微分,可得μd。
可知:μ1=B1/H1,μ△=△B /△H,μd=dB1/dH1,三者虽是在同一点上的磁导率,但在数值上是不相等的。
非磁性材料(如铝、木材、玻璃、自由空间)B与H之比为一个常数,用μ。
来表示非磁性材料的的磁导率,即μ。
=1(在CGS单位制中)或μ。
=4πX10o-7(在RMKS中)。
在众多的材料中,如果自由空间(真空)的μo=1,那△么比1略大的材料称为顺磁性材料(如白金、空气等);比1略小的材料,称为反磁性材料(如银、铜、水等)。
磁感应强度和磁导率

磁感应强度B磁感应强度B可以这样定义,足够小的电流元Idl(I为导线回路中的恒定电流,dl为导线回路中沿电流方向所取的失量线元)在磁场中所受的力最大方向时,所受到的最大力dFmax与Idl的比值:B=dFmax/Idl恒定磁场中各点的磁感应强度B都具有确定值,它由磁场本身决定,与电流元Idl 大小无关。
电流会在其周围产生磁场。
一个线圈绕得很紧密的载流螺绕环,总匝数N匝,电流I,利用安培环路定律可以求出螺绕环内离环心O半径r处P点的磁场的磁感应强度B0B0=μ0NI/2πr式中:μ0真空磁导率μ0=4πe-7 (N/A^2);N总匝数;I电流,安A。
在SI中,磁感应强度B单位特[斯拉]T,1T=1N/A·m=1Wb/m^2。
磁感应强度B的概念比较复杂,有各种定义方法,感兴趣的话可参阅相关参考书1T=10000Gs(高斯)磁场强度H磁场强度H与电场中的电位移矢量D相似。
真空中原来的磁场的磁感应强度B0,由于引入磁介质而产生附加磁场,其磁感应强度B’,则磁介质总的磁感应强度B是B0和B’的矢量和,即B=B0+B’B与B0的大小比称相对磁导率μr= B/B0 。
对于铁磁质磁性很强的材料μr远远大于1。
不同的物质对磁场的影响非常大,因此引出了一个辅助矢量——磁场强度H。
磁介质内磁场强度H沿闭合路径的环流等于闭合路径包围的所有传导电流的代数和(存在磁介质时的环路安培定理)。
∮LH·dl=∑LI0i象电流互感器之类的螺绕环磁场强度HH=NI/2πrr 为到磁环中心的半径。
磁感应强度矢量B与磁场强度矢量H的关系:B=μ0H+μ0Mμ0真空磁导率;M磁化强度表示磁介质的磁化程度。
试验表明,在各向同性均匀磁介质中,M与H成正比,即M=χmH真空中没有介质时,M=0,得出:B0=μ0HM磁化强度表示磁介质的磁化程度,μ0真空磁导率试验表明,在各向同性均匀磁介质中,B与H成正比,即B=μ0(1+χm)H=μH设μr=(1+χm),为相对磁导率螺绕环中有磁介质的载流螺绕环,磁介质内的磁感应强度BB=μH=μ0μrNI/2πrμr磁介质相对磁导率,μ0真空磁导率。
磁导率与磁场强度的关系

磁导率与磁场强度的关系磁导率和磁场强度的关系,听起来是不是有点儿晦涩难懂?但咱们可以把它想象成一个大party,磁导率就像是这个派对的主办方,而磁场强度则是客人们的热情程度。
要是主办方非常热情,大家都在嗨,那这个派对肯定火爆。
反之,如果主办方冷冷清清,客人们也就没那么积极了,没错吧?磁导率,简单来说,就是一种材料对磁场的“欢迎程度”。
就像是你去朋友家,朋友对你特别热情,准备了好多好吃的,当然你会觉得很舒服,愿意待得久。
而磁导率高的材料,就像这个热情的朋友,它能很容易地被磁场“感染”,表现出很强的反应。
比如,铁就是一个典型的例子,铁在磁场中简直是个“磁铁”,能吸引周围的东西,没话说。
再说到磁场强度,这个就像是那种突然闯入派对的DJ,音乐一开,气氛瞬间就上来了!磁场强度越大,磁场的“震撼力”就越强,大家的反应也会更加热烈。
想象一下,如果这个DJ一开始就放个超级劲爆的节奏,场子肯定会嗨翻天。
磁场强度越大,材料的表现也越“激烈”,所以说,二者之间的关系就像是火与冰,缺一不可。
咱们还得提到一个有趣的现象,就是某些材料在不同的磁场强度下,磁导率会发生变化。
这就像是派对上的“调调”一样,时而高亢,时而低沉,给人不同的感觉。
有些材料在低磁场强度时,表现得比较温和,而一旦磁场强度上升,它们就变得热情如火,瞬间变得无比吸引人。
就好比是你一开始和朋友聊天聊得不错,突然间气氛一好,你们就开始哈哈大笑,气氛就上来了。
这时候,有些材料会展现出“非线性”的特点,意思就是说,磁导率不是简单的和磁场强度成正比的关系。
也就是说,有些材料在某个点之后就不那么乖巧了,反而会因为强烈的磁场而出现“畏惧”。
这种现象在超导材料中尤为明显,就像是派对上突然来了个“大人物”,所有人都开始紧张起来,反而没那么放得开了。
咱们得提到温度的影响。
这个时候,温度就像是派对上的“气候”,影响着整个场子的氛围。
在高温下,有些材料的磁导率可能会大幅降低,就像是夏天热得让人无从应对,大家都不想再嗨了;而在低温下,很多材料则会展现出惊人的“欢迎”态度,像极了冬天的温暖派对,让人倍感舒适。
磁场的基本物理量

0 , r 1
当磁场媒质是非磁性材料时,有:
B 0 H
即 B与 H成正比,呈线性关系。 由于 B
B()
Φ
S
,
可见: 磁通与产生此磁通的电流 I 成正比,呈线性 关系。
NI H l
O
H ( I)
2、磁性物质 磁性物质内部形成许多小区域,其分子间存在 的一种特殊的作用力使每一区域内的分子磁场排列 整齐,显示磁性,称这些小区域为磁畴。 在没有外磁场作用的普通磁性物质中,各个磁畴 排列杂乱无章,磁场互相抵消,整体对外不显磁性。
磁通的单位: 国际单位制:韦[伯](Wb) 电磁制单位:麦克斯韦(Mx)
[Wb]=伏秒 1Wb=108 Mx
三、磁场强度
磁场强度H : 计算磁场时所引用的一个物理量。 单位:国际单位制:安每米(A/m) 电磁制单位:奥斯特(Oe) 1 A/m=410-8 Oe 磁场强度方向与产生磁场的电流方向之 I 间符合右手螺旋定则。 H 借助磁场强度建立了磁场与产生该 磁场的电流之间的关系。 即 安培环路定律(或称全电流定律)。
磁场的基本物理量
磁场的基本物理量主要包括:磁感应强度、磁通、 磁场强度、磁导率等。
一、磁感应强度
磁感应强度:表示磁场内某点磁场强弱和方向的物理量, 磁感应强度是矢量,用 B 表示。 I 磁感应强度的方向: B 电流产生的磁场,B 的方向用右手螺旋定则确定; 永久磁铁磁场,在磁铁外部,B 的方向由N极到S极。 磁感应强度的大小: 用该点磁场作用于1m长,通有 1A 电流且垂直于 该磁场的导体上的力 F 来衡量,即 B=F/(l I)。
安培环路定律(全电流定律) H dl I
I1 H I2
其中: H d l 是磁场强度矢量沿任意闭合
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磁场强度和磁导率
1、磁场强度
分析磁场和电流关系时,引入一个辅助物理量磁场强度矢量。
在磁场中,各点磁场强度的大小只与电流的大小和导体的形状有关,而与磁介质无关。
单位为安/米(A/m)
磁场强度的方向与磁感应强度的方向相同
式中μ称为导磁系数或磁导率
磁导率是用来表示物质导磁能力大小的物理量,单位为亨/米(H/m)。
实验测得,真空中的导磁率为一常数,即H/m。
2、磁导率
磁导率是用来表示物质导磁能力大小的物理量,单位为亨/米(H/m)。
实验测得,真空中的导磁率为一常数,即:
相对导磁率
磁性材料或铁磁物质大,导磁性能好,如铁、钻、镍及其合金。
对于非磁性材料,如空气、木材、玻璃、铜、铝等物质的磁导率与真空的磁导率非常接近,,几种常用材料的值列于表8-1中。
1。