理论教育 磁性体分界面边界条件实验结果

磁性体分界面边界条件实验结果

时间:2023-11-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:不同的磁性体分界面处的磁场强度的切线分量是连续的,因此P点的磁场强度为所以磁通密度为例题2例题1中,磁性体中的磁通密度为B0,且与表面垂直,试求空气中P点的磁场强度和磁通密度。

磁性体分界面边界条件实验结果

分界面的磁场强度

关于磁场强度的边界条件

关于磁通密度的高斯定理

分界面的磁通密度

关于磁通密度的边界条件

磁性体施加均匀磁场的情况

磁性体中存在空隙的情况

注:参见第33课,学习有关于磁通密度的高斯定理。

[1]关于磁场的边界条件

两种不同的磁性体的边界面处磁场的边界条件为

Ht1=Ht2

Ht1Ht2为两种磁性体各自的磁场强度的切线分量(A/m)

[2]关于磁通密度的边界条件

两种不同的磁性体的边界面处磁通密度的边界条件为

Bn1=Bn2为两种磁性体各自的磁感应强度的法线分量(T)

[3]磁性体边界面的折射定理

两种不同的磁性体的边界面处的磁通密度折射定理为

θ1为磁场的磁通密度进入边界面的入射角

θ2为磁场的磁通密度与边界面的折射角

μ1μ2为两种磁性体各自的磁导率(H/m)

不同磁性体边界面的磁力线与磁通

不同磁性体的边界面

两种不同的磁性体的边界面处,磁力线与磁通密度一般均会发生折射。

边界面的磁场强度

假设在两种不同的磁性体的分界面处有非常窄的长方形闭合曲线C,在此线路上使用安培环路积分定理,由于分界面处没有电流通过,因此:(www.daowen.com)

-Ht1l+Ht2l=0

亦即,Ht1=Ht2(A/m)成立。因此,分界面处磁场的切线分量是连续的。

分界面的磁通密度

将包含两个不同的磁性体的分界面非常薄的圆柱记作闭合曲面S,关于此圆柱面的磁通密度,应用高斯定理得

CBndS=-Bn1ΔS+Bn2ΔS=0

亦即记Bn1=Bn2(T)成立。因此,分界面的磁通密度的法线分量是连续的。

磁力线与磁通密度的折射定理

磁导率分别为μ1μ2(H/m)的两种不同的磁性体的分界面处,磁通密度与磁场强度的入射角为θ1、折射角为θ2时:

B1cosθ1=B2cosθ2H1sinθ1=H2sinθ2

由上式得到:

B1=μ1H1B2=μ2H2得

将以上关系式称为磁力线与磁通的折射法则。

例题1

如上图所示,表面充分大、磁导率μ的两个磁性体平行放置,中间的间隔部分为空气,磁性体中的磁通密度B0(T)与其表面平行,试求空气中的P点的磁场强度和磁通密度。

【例题1解】

不同的磁性体分界面处的磁场强度的切线分量是连续的,因此P点的磁场强度为

所以磁通密度为

例题2

例题1中,磁性体中的磁通密度为B0(T),且与表面垂直,试求空气中P点的磁场强度和磁通密度。

【例题2解】

不同的磁性体分界面处磁通密度的法线分量是连续的,P点的磁通密度B(T)为

B=B0

因此磁场强度H(A/m)为

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