电流密度

导体中任意一点电流密度的方向为该点正电荷漂移运动的方向, 大小等于通过该点附近垂直于电流方向单位面积的电流, , 为导体内部的载流子数密度, 为载流子的漂移速度.

通过某一面积 的电流为

电流的连续性方程

恒定电流的条件

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欧姆定律的微分形式

, 为导体的电导率.

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电动势

非静电力把单位正电荷经过电源内部从负极移动到征集所做的功, 式中 为非静电场场强,

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运动电荷产生的磁场

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毕奥-萨伐尔定律

电流元矢量

载有电流的一段矢量线元, , 大小代表电流元长度.

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真空中电流元在场点 产生的磁场为 , 为真空磁导率, 为电流元到场点 的距离, 为从电流元指向场点 的径矢方向的单位矢量.

求任意形状载流导线的磁场时, 可将载流导线堪称由许多个电流元组成的, 整个载流导线在场点所产生的磁感应强度为

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磁场的高斯定理

通过磁场中任意曲面 的磁通量为

通过任意封闭曲面的磁通量为零,

磁场是无源场, 不存在磁单极子.

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安培环路定理

在恒定电流的磁场中, 磁感应强度 沿着任何闭合路径 的线积分等于路径 所包围的电流的代数和的 倍, , 为闭合路径 所包围的电流的代数和, 电流的正负通过右手螺旋定则判断. 是由空间所有恒定电流共同产生的.

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无限长直电流的磁场

圆电流中心的磁场

载流无限长直螺线管内的磁场

载流螺绕环内的磁场

无限大平面电流的磁场

磁场对载流导线的作用

对电流元的安培力

任意形状载流导线 在磁场中所受安培力, 是到线上各个电流元所受安培力的矢量叠加,

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磁矩

磁矩描述了物体作为磁源产生磁场的能力.

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磁力矩

是 磁矩 在外部磁场中受到的力矩.

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均匀磁场对载流线圈的作用

线圈 磁矩 为

平面载流线圈在均匀磁场中所受 磁力矩 为

任意载流线圈在均匀磁场中整体受力为零, 但要受到 磁力矩 作用. 在外磁场中, 载流线圈所受磁力矩总是使得线圈转向外磁场的方向.

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洛伦兹力

当 时, 沿着 的方向, 洛伦兹力和带电粒子的速度方向始终垂直, 因此洛伦兹力对带点粒子不做功.

带电粒子以 在均匀磁场 中运动, 若 与 夹角为 , 带电粒子做以磁场方向为轴线的等螺距螺旋运动

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霍尔效应

载流导体在磁场中出现横向电势差的现象, , 霍尔系数 , 其中 为导体内部的载流子数密度, 为沿着磁场方向导体的厚度.

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磁介质

在外磁场作用下, 磁介质分子的固有 磁矩 沿着外磁场方向, 或磁介质分子产生于外磁场方向相反的感生 磁矩, 这种过程称为磁介质的磁化.

磁化强度

单位体积内分子 磁矩 的矢量和, 用来表示磁介质磁化的强弱程度 , 式中比例系数 称为磁介质的磁化率.

磁化使磁介质表面出现磁化电流, 磁化电流密度为 .

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磁场强度

磁场强度的环路定理

在恒定磁场中, 磁场强度 沿着任意闭合路径 的环路积分等于闭合路径所包围的自由电流的代数和, 与磁化电流以及闭合路径以外的自由电流都无关,

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相对磁导率

, 对于顺磁质 , 对于抗磁质 , 对于铁磁质 .

对于各向同性的磁介质 , 称为磁介质的磁导率.

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磁畴

铁磁质的起源可以用磁畴理论解释, 铁磁质中的原子 磁矩 可以在小区域内自发平行排列, 形成一个小的自发磁化取, 这种小区域称为磁畴.

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居里点

当铁磁质的温度达到临界温度时, 磁畴 将全部瓦解, 此时铁磁质呈现出顺磁性. 将临界温度称为居里点.

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