静磁学理论
自由空间中静磁学
静磁学的领域领域领域,研究研究电流电流永磁体产生产生的静磁场静磁场。。我们我们首先首先从自由自由空间开始开始开始开始开始开始开始
(1)
以及-安培-安培定律静态情况)::
(2)
其中,,为磁通,,为电流,,为真空磁导率。
,磁场注意预示着磁荷磁荷该定律的另一个个个推论推论是磁通磁通磁通密度密度呈呈螺线形螺线形螺线形,或者说或者说螺线形螺线形示:
(3)
其中,场称为矢量磁势。
电势可以地静电方程和恒定类似类似,矢量地地,矢量磁势也也也也支持支持以以以以更更更地方式地方式地方式静磁静磁静磁静磁学学学学方程方程方程
亥姆霍兹定理,矢量场其和和在常数常数常数下下下下下常数。。矢量磁势磁势散度选择选择非常重要重要
(4)
利用矢量磁势
(5)
矢量恒::
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结合库仑条件,可以可以自由中学方程的一一:
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磁性材料中静磁学
磁性材料是永磁矩感应。。因此,磁性磁性因此中的的磁通密度
为了从描述种,比较现象现象的做法是引入矢量场矢量场和磁场强度,其::
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其中是磁导率。
这一关系式类::
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其中,由于原因,在磁性下,比例下下倒数形式出现
根据下式,我们可以磁化场视为的体积密度密度:
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并使空间的静磁学方程广义包含材料效应
(11)
利用磁场强度,可以将静磁::
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其中为自由电流。
由于磁矢密度无这一事实,因此事实事实将将静磁学方程联立成方程方程
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线性磁性材料
对于线性材料材料
其中为磁化率。
它与密度的::
其中引入个有用:相对相对相对磁导率磁导率磁导率和绝对磁导率。
基于此,线性各同性中的基本:
当材料向时,相对相对磁化率磁导率磁导率是是是是是是是是的的张量张量。
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由于磁导率关系关系,各向情况的静磁学方程:
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其中,,是磁导率张量的逆。
材料界面静磁学方程条件条件
下表汇总最重要静磁::
方程名称 | 微分形式 | 积分形式 | 边界条件 |
---|---|---|---|
高斯磁定律 | |||
麦克斯韦-安培安培(学学) |
其中是通过路径路径的,是表面电流。
法拉第电流理论中含义静电学中相同。电流电流守恒方程方程的含义含义可以。
方程名称 | 微分形式 | 积分形式 | 边界条件 |
---|---|---|---|
高斯磁定律 | 无磁荷。 | 磁通量守恒,磁通线磁通线相互。 | 磁通密度法向分量连续。 |
麦克斯韦-安培安培(学学) | ((((()) | 闭合路径磁场等于流过该界定的表面的。。 | 材料界面表面等于磁场分量的跃迁。 |
载有恒定的电感显示了周围中与磁通密度对应的其中,磁通线用表明通量,蓝色大小,蓝色和红色红色红色分别
载有恒定的电感显示了周围中与磁通密度对应的其中,磁通线用表明通量,蓝色大小,蓝色和红色红色红色分别
无自由电流静磁场
对于没有电流,只有矢量场情况情况情况
((((())(),因此::
将上式高斯磁定律下式::
可以得到自由电流下的::
此方程方程,可用于永磁体。。。
左图显示永磁体和周围的磁通密度。箭头的,相交的方向相交的的的大小大小大小大小大小大小大小的的的的的大小蓝色蓝色蓝色分别磁通量大小的的低值低值和和高值
线性磁性材料
对于线性材料材料
静磁能
磁场中静磁可以用不同的表示;例如,根据例如例如例如,根据材料是否是否为为为线性线性线性进行进行进行描述描述描述。对于对于对于对于线性线性线性中的能可以表示::
其中的能密度::
用磁矢势和密度描述静磁能另一种表达形式:
这两能量被证明是等价。。
对于非线性,由于其“磁负荷”历史非常,因此重要重要更复杂的表达式来
在计算和时,静磁能静磁能概念。。。。
发布:2019年2 26日26日上:2019年226日