题目
7.1.7恒定电流I均匀地流过半径为R1、磁导-|||-率为μ1的无限长圆柱形导线,线外包有一层磁导率为-|||-H2的圆筒形不导电均匀磁介质,其外半径为R2(见附-|||-图),以外为空气.-|||-R2-|||-13-|||-μ-|||-习题7.1.7图-|||-(1)求各区的磁场强度H和磁感应强度B;-|||-(2)求半径为R1和R2的表面上的磁化电流面密-|||-度α`.

题目解答
答案

解析
步骤 1:确定磁场强度H和磁感应强度B的表达式
对于无限长圆柱形导线,磁场强度H和磁感应强度B的表达式可以通过安培环路定理和磁介质的性质来确定。对于不同区域,磁场强度H和磁感应强度B的表达式如下:
- 对于 $r < R_1$,磁场强度 $H$ 和磁感应强度 $B$ 可以通过安培环路定理计算。
- 对于 $R_1 < r < R_2$,磁场强度 $H$ 和磁感应强度 $B$ 可以通过安培环路定理和磁介质的磁导率计算。
- 对于 $r > R_2$,磁场强度 $H$ 和磁感应强度 $B$ 可以通过安培环路定理和空气的磁导率计算。
步骤 2:计算磁场强度H和磁感应强度B
- 对于 $r < R_1$,磁场强度 $H$ 为 $H = \frac{I}{2\pi R_1^2}r$,磁感应强度 $B$ 为 $B = \mu_1 H = \frac{\mu_1 I}{2\pi R_1^2}r$。
- 对于 $R_1 < r < R_2$,磁场强度 $H$ 为 $H = \frac{I}{2\pi r}$,磁感应强度 $B$ 为 $B = \mu_2 H = \frac{\mu_2 I}{2\pi r}$。
- 对于 $r > R_2$,磁场强度 $H$ 为 $H = \frac{I}{2\pi r}$,磁感应强度 $B$ 为 $B = \mu_0 H = \frac{\mu_0 I}{2\pi r}$。
步骤 3:计算磁化电流面密度α'
磁化电流面密度α'可以通过磁化强度M和磁导率μ的关系来计算。对于半径为R1和R2的表面上的磁化电流面密度α',可以分别计算如下:
- 对于半径为 $R_1$ 的表面,磁化电流面密度 $\alpha_1'$ 为 $\alpha_1' = \frac{(\mu_1 - \mu_2)I}{2\pi \mu_0 R_1}k$。
- 对于半径为 $R_2$ 的表面,磁化电流面密度 $\alpha_2'$ 为 $\alpha_2' = \frac{(\mu_2 - \mu_0)I}{2\pi \mu_0 R_2}k$。
对于无限长圆柱形导线,磁场强度H和磁感应强度B的表达式可以通过安培环路定理和磁介质的性质来确定。对于不同区域,磁场强度H和磁感应强度B的表达式如下:
- 对于 $r < R_1$,磁场强度 $H$ 和磁感应强度 $B$ 可以通过安培环路定理计算。
- 对于 $R_1 < r < R_2$,磁场强度 $H$ 和磁感应强度 $B$ 可以通过安培环路定理和磁介质的磁导率计算。
- 对于 $r > R_2$,磁场强度 $H$ 和磁感应强度 $B$ 可以通过安培环路定理和空气的磁导率计算。
步骤 2:计算磁场强度H和磁感应强度B
- 对于 $r < R_1$,磁场强度 $H$ 为 $H = \frac{I}{2\pi R_1^2}r$,磁感应强度 $B$ 为 $B = \mu_1 H = \frac{\mu_1 I}{2\pi R_1^2}r$。
- 对于 $R_1 < r < R_2$,磁场强度 $H$ 为 $H = \frac{I}{2\pi r}$,磁感应强度 $B$ 为 $B = \mu_2 H = \frac{\mu_2 I}{2\pi r}$。
- 对于 $r > R_2$,磁场强度 $H$ 为 $H = \frac{I}{2\pi r}$,磁感应强度 $B$ 为 $B = \mu_0 H = \frac{\mu_0 I}{2\pi r}$。
步骤 3:计算磁化电流面密度α'
磁化电流面密度α'可以通过磁化强度M和磁导率μ的关系来计算。对于半径为R1和R2的表面上的磁化电流面密度α',可以分别计算如下:
- 对于半径为 $R_1$ 的表面,磁化电流面密度 $\alpha_1'$ 为 $\alpha_1' = \frac{(\mu_1 - \mu_2)I}{2\pi \mu_0 R_1}k$。
- 对于半径为 $R_2$ 的表面,磁化电流面密度 $\alpha_2'$ 为 $\alpha_2' = \frac{(\mu_2 - \mu_0)I}{2\pi \mu_0 R_2}k$。