静磁学

静磁学 （Magnetostatics）是电磁学的分支，专门研究静态磁场。这个思维导图系统全面地展示了静磁学的知识要点。

稳恒磁场

• 稳恒电流
  • 电流强度 I
  • 电流密度 j
    • • 电流密度的微观定义
        • • 载流子的电量和数密度
  • 欧姆定律的微分形式
    • • σ：电导率
  • 电源电动势
    • • 电源电动势
        • 电源内部的非静电力克服静电力把单位正电荷 q 从负极移动到正极过程所做的功
      • 推广为回路电动势
• 毕奥－萨伐尔定律
  • 载流直导线的磁场
    • • 无限长
      • 半无限长
  • 圆电流轴线上的磁场
    • • 环心处
      • 半圆环电流的圆心处
      • 张角为θ 的任意圆弧的圆心处
      • N 匝载流圆线圈
  • 运动电荷的磁场
• 磁场的高斯定理
  • 磁通量Φm
  • 典型题目
• 安培环路定理
  • • B :与空间所有电流有关
    • B的环流：只与穿过环路的电流代数和有关
    • 当电流分布具有某种对称性时，可利用安培环路定理计算磁感应强度
      • 无限长载流圆柱体的磁场
        • • • 0<r<R
            • r >R
      • 无限长载流圆柱面的磁场
        • • • 0 <r <R
            • r > R
      • 长直载流螺线管的磁场
      • 载流螺绕环内的磁场
      • 无限大载流导体薄板的磁场
      • 两块无限大载流导体薄板平行放置
• 磁场对载流导线的作用力 安培力
  • • 安 培 力：由于自由电子与晶格之间的相互作用，使导线在宏观上看起来受到了磁场的作用力
    • • 结论：任意形状的平面载流导线在稳恒均匀磁场中所受的力 ,等效为连接其始末两端点的载流导线所受的磁场力。
      • 推论：在均匀稳恒磁场中，任意形状的一个平面载流线圈所受的磁场力合力为零。
  • 电流单位 无限长两平行载流直导线间的相互作用
    • • 真空中两平行长直导线电流之间单位长度所受安培力的大小
  • 均匀磁场对载流线圈的作用
    • 匀强磁场中的平面载流线圈受合力为 0
    • 但是可以有力矩
      • 磁力矩总是使磁矩Pm转向磁感应强度B的方向
        • • Pm方向与B方向相同
            • 稳定平衡
          • Pm方向与B方向相反
            • 非稳定平衡
          • Pm方向与B方向垂直
            • 力矩最大
• 带电粒子在电场和磁场中的运动
  • 在磁场中
    • • 均匀磁场
        • • 匀速圆周运动
        • • 等螺距的螺旋运动
      • 非均匀磁场
        • 螺旋半径和螺距都不断发生变化的螺旋运动
          • 磁镜：强度逐渐增加的磁场能使粒子发生“反射”。
  • 在电场和磁场中
    • • 速度选择器
      • 回旋加速器
      • 质谱仪
      • 霍耳效应
        • • 注意载流子的电性会影响电压的方向
• 磁偶极子
  • 若场点距平面线圈（形状不限）的距离很远，这样的平面载流线圈称为磁偶极子

磁场中的磁介质

• 磁介质 磁化强度
  • 介质中的总磁场
  • 相对磁导率
  • 磁介质的磁导率
  • 分类
    • 弱磁性物质
      • 顺磁质
        • • 外磁场作用下，分子磁矩将转向外场方向
      • 抗磁质
        • • 在磁场中产生附加磁场B/与B0方向相反
    • 铁磁质
  • 磁化强度与磁化电流的关系
    • 磁化强度 ：单位体积内分子磁矩的矢量和
    • 磁化电流/束缚电流
• 铁磁质
  • 磁畴
  • 磁滞回线
    • • oa：起始磁化曲线 (不可逆)
      • a点:磁饱和状态
      • ab: H减小至零,B不是0—>磁滞
      • Br: 剩磁
      • 要想完全退磁，增大反向电流
      • B值的变化总落后于H值的变化----磁滞现象
  • 分类
    • • 软磁材料
    • • 硬磁材料
    • • 铁氧体
• 磁介质中的安培环路定理
  • 磁场强度H
    • 与传导电流和磁化电流均有关；环流仅与传导电流有关，与介质无关。