2009年環(huán)保工程師考試:恒定磁場(chǎng)相關(guān)知識(shí)(1)

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電流或運(yùn)動(dòng)電荷在空間產(chǎn)生磁場(chǎng)。不隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)稱恒定磁場(chǎng)。它是恒定電流周圍空間中存在的一種特殊形態(tài)的物質(zhì)。磁場(chǎng)的基本特征是對(duì)置于其中的電流有力的作用。永久磁鐵的磁場(chǎng)也是恒定磁場(chǎng)。
    1、磁通密度與畢奧-薩伐爾定律
    磁通密度是表示磁場(chǎng)的基本物理量之一,又稱磁感應(yīng)強(qiáng)度。
    電流元受到的安培力畢奧——薩伐爾定律 對(duì)于粗導(dǎo)線,可將導(dǎo)線劃分為許多體積元dV。
     2、磁通連續(xù)性定理
    磁場(chǎng)可以用磁力線描述。若認(rèn)為磁場(chǎng)是由電流產(chǎn)生的,按照畢奧-薩伐爾定律,磁力線都是閉合曲線。
    磁場(chǎng)中的高斯定理式中,S為任一閉合面,即穿出任一閉合面的磁通代數(shù)和為零。應(yīng)用高斯散度定理
    由于V是任意的,故式中為散度算符。這是磁場(chǎng)的基本性質(zhì)之一,稱為無散性。磁場(chǎng)是無源場(chǎng)。
    3、磁場(chǎng)中的媒質(zhì)
    磁場(chǎng)對(duì)其中的磁媒質(zhì)產(chǎn)生磁化作用,即在磁場(chǎng)的作用下磁媒質(zhì)中出現(xiàn)分子電流??偟拇艌?chǎng)由自由電流與分子電流共同產(chǎn)生。永磁鐵本身有自發(fā)的磁化,因而不需要外界自由電流也能產(chǎn)生磁場(chǎng)。磁媒質(zhì)的磁化程度用磁化強(qiáng)度 來表征,它是單位體積內(nèi)的磁偶極矩。
    磁偶極矩:環(huán)形電流所圍面積與該電流的乘機(jī)為磁偶極矩,其方向與電流環(huán)繞方向符合右螺旋關(guān)系。 磁場(chǎng)強(qiáng)度或本構(gòu)方程可得 ,該式稱為磁媒質(zhì)的成分方程或本構(gòu)方程。
    磁媒質(zhì)的分類:順磁質(zhì),抗磁質(zhì),鐵磁質(zhì)。
    4、安培環(huán)路定律
    磁場(chǎng)強(qiáng)度 沿閉合回路的積分,等于穿過該回路所限定的面上的自由電流。回路的方向與電流的正向按右螺旋規(guī)則選定。
    由斯托克斯定理
    又安培環(huán)路定律的微分形式 此式表明,磁場(chǎng)屬于有旋場(chǎng)。
    應(yīng)用安培環(huán)路定理可以計(jì)算某些載流導(dǎo)體周圍的磁場(chǎng),如載流直線、螺線管等。