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04-14-02
有介质时磁场的安培环路定理
    
    当我们需要计算有介质存在的空间的磁场分布时,不得不考虑介质中磁化电流的分布。但是,在大多数情况下,磁化电流受到激励磁场和介质本身性质的双重影响,是一个不可预知的因素。为了研究和计算磁场的方便,引入描写磁场的辅助物理量,可以使问题迎刃而解。
参考书
    在不考虑磁介质时,磁场的安培环路定理,可写作
 
(1)
在有磁介质的情况下,介质中各点的磁感强度B等于传导电流I和磁化电流分别在该点激发的磁感强度之矢量和,即
(2)
    因此,磁场的安培环路定理中,还须计入被闭合路径l 所围绕的磁化电流 ,即
 
(3)
    但是,由于磁化电流的分布难于测定,在公式中应该尽量隐含掉。为此,引入描写磁场的辅助物理量H,称为磁场强度,简称H矢量,单位是:安培每米()。H的定义为
(4)
    将磁化电流与磁化强度的环流关系带入式(3)可得:
(5)
    这就是有磁介质时磁场的安培环路定理的普遍表达式。上式表明,在任何磁场中,H矢量沿任何闭合路径 l 的线积分 (即),等于此闭合路径 l 所围绕的传导电流之代数和。
    根据磁场强度H的定义式(4),可得磁介质中任一点的磁感强度B、磁场强度H和磁化强度三者之间的普遍关系为
(6)
     实验证明,在弱磁物质的磁场内,任一点的磁化强度与磁场强度H之间有如下关系:
(7)
式中只和磁介质的性质有关,令
(8)
称为磁介质的相对磁导率,代入式(6)可得
(9)
上式更直接地表达了磁介质中任一点的BH之间的关系。
    如果能在同一传导电流的磁场中,先后测出在真空和充满某种磁介质时的磁感强度B,则它们的比值就是该磁介质的相对磁导率,即
(10)
值的不同,也可区分前面说过的三类磁介质
    在引入了描述磁介质物理性质的参量后,可将真空中磁场的毕奥-萨伐尔定律推广到有磁介质时的磁场中去。
    在无限大均匀磁介质中的导线上任取一段电流元,它在场点P激发的磁感强度为(证明从略)
(11)
这就是无限大均匀磁介质中毕奥-萨伐尔定律的表示形式,式中 r 为场点P 相对于电流元的位矢。所得的结果与真空中的类同,只不过将换成而已。