电工基础磁场

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1、一、磁场磁体及其性质磁：磁是物质运动的一种基本形式，由电荷运动所产生。某些物体能够吸引铁、镍、钴等物质的性质称为磁性。具有磁性的物体称为磁体。磁体分天然磁体和人造磁体两大类。天然磁体：天然存在的磁体，如Fe3O4人造磁体：人工制造的磁体，包括永久磁体（如计算机中的磁盘）和暂时磁体（如起重电磁铁）永久磁体的磁性可长期保存，暂时磁体的磁性是暂时的，它随外部磁化条件的消失而消失。磁体两端磁性最强的部分称磁极。可以在水平面内自由转动的磁针，静止后总是一个磁极指南，另一个指北。指北的磁极称北极（N）；指南的磁极称南极（S）。任何磁体都具有两个磁极，而且无论把磁体怎样分割总保持有

2、两个异性磁极。与电荷间的相互作用力相似，当两个磁极靠近时，它们之间也会产生相互作用的力：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。二、磁场与磁感线1．磁场在磁体周围的空间中存在着一种特殊的物质——磁场.磁极之间的作用力通过磁场进行传递。2．磁感线磁场的分布常用磁感线来描述三、电流的磁场不仅磁铁能产生磁场，电流也能产生磁场，这种现象称为电流的磁效应。磁悬浮列车磁场的主要物理量一．磁感应强度导线方向与磁场方向保持垂直，经导线通电，可以看到导线因受力而发生运动。先保持导线通电部分的长度不变，改变电流的大小，然后保持电流不变，改变导线通电部分的长度。比较两次实验结果发现，通电导线长

3、度一定时，电流越大，导线所受电磁力越大；电流一定时，通电导线越长，电磁力也越大。在磁场中，垂直于磁场方向的通电导线，所受电磁力F与电流I和导线长度l的乘积IL的比值称为该处的磁感应强度，用B表示，即磁感应强度的单位是特斯拉，简称特，用符号T表示。磁感应强度是个矢量，它的方向就是该点的磁场的方向。磁感线的疏密程度可以大致反映磁感应强度的大小。在同一个磁场的磁感线分布图上，磁感线越密的地方，磁感应强度越大，磁场越强。二．磁通设在磁感应强度为B的均匀磁场中，有一个与磁场方向垂直的平面，面积为S，我们把B与S的乘积，定义为穿过这个面积的磁通量，简称磁通。用φ表示磁通，则有φ=

4、BS磁通的单位是韦伯，简称韦，用Wb表示。如果磁场不与所讨论的平面垂直，则应以这个平面在垂直于磁场B的方向的投影面积S’与B的乘积来表示磁通。当面积一定时，如果通过该面积的磁感线越多，则磁通越大，磁感越强。从φ=BS，可得这表示磁感应强度等于穿过单位面积的磁通，所以磁感应强度又称磁通密度，并且用Wb/m2作单位。三．磁导率不同的媒介质对磁场的影响不同，影响的程度与媒介质的导磁性能有关。磁导率是一个用来表示媒介质导磁性能的物理量，用μ表示，其单位为H/m。由实验测得真空中的磁导率μ0=4π×10-7H/m，为一常数。自然界大多数物质对磁场的影响甚微，只有少数物质对磁场有

5、明显的影响。任一物质的磁导率与真空的磁导率的比值称作相对磁导率，用μr表示，即：相对磁导率只是一个比值。它表明在其他条件相同的情况下，媒介质中的磁感应强度是真空中磁感应强度的多少倍。根据相对磁导率的大小，可把物质分为三类：顺磁物质相对磁导率稍大于1。如空气、铝、铬、铂等。反磁物质相对磁导率稍小于1。如氢、铜等。铁磁物质相对磁导率远大于1，其可达几百甚至数万以上，且不是一个常数。如铁、钴、镍、硅钢、坡莫合金、铁氧体等。一．磁场强度在真空中，通电线圈磁感应强度的大小与线圈的匝数、线圈长度及电流强度有关二．磁场对电流的作用一、磁场对通电直导体的作用通常把通电导体在磁场中受到

6、的力称为电磁力，也称安培力。通电直导体在磁场内的受力方向可用左手定则来判断。把一段通电导线放入磁场中，当电流方向与磁场方向垂直时，电流所受的电磁力最大。发电厂或变电所的母线排就是这种互相平行的载流直导体，为了使母线不致因短路时所产生的巨大电磁力作用而受到破坏，所以每间隔一定间距就安装一个绝缘支柱，以平衡电磁力。三．磁场对通电线圈的作用在均匀磁场中放入一个线圈，当给线圈通入电流时，它就会在电磁力的作用下旋转起来。四．电磁感应现象将一条形磁铁放置在线圈中，当其静止时，检流计的指针不偏转，但将它迅速地插入或拔出时，检流计的指针都会发生偏转，说明线圈中有电流。这种利用磁场产生

7、电流的现象称为电磁感应现象，产生的电流称为感应电流，产生感应电流的电动势称为感应电动势当线圈中的电流发生变化时，线圈中就会产生感应电动势，这个电动势总是阻碍线圈中原来电流的变化。这种由于流过线圈本身的电流发生变化而引起的电磁感应现象称为自感现象，简称自感。线圈的电感是由线圈本身的特性决定的。线圈越长，单位长度上的匝数越多，截面积越大，电感就越大。有铁心的线圈，其电感要比空心线圈的电感大得多。有铁心的线圈，其电感也不是一个常数，称为非线性电感。电感为常数的线圈称为线性电感。空心线圈当其结构一定时，可近似地看成线性电感。电感线圈与电容器相似，都是电路中的