《电子测量与仪器》

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1、《电工技术基础》电子教案幸文胜项目四磁场及电磁感应的认知知识目标1．了解磁场的概念与描述磁场的基本物理量。2．掌握磁场对电流的作用力及方向判定。3．了解电磁感应现象，掌握感生电流产生的条件及方向的判定。4．了解自感及互感现象及其在实际中的应用。5．了解电感元件的储能特性，及其在电路中的作用与电路中能量的转换关系。技能目标1．掌握磁场对电流的作用力及方向的判定方法。2．掌握感生电流产生条件及方向的判定。3．学会互感线圈同名端的判定方法。4．能识别与检测常用的电感元件，并能识读出其主要参数。一、磁场的基本特征人们把物体能够吸引铁、镍、钴等金属及其合金的性质叫做磁性，把具有磁性的物体叫做磁铁，

2、又称磁体、磁钢，俗称吸铁石，常见的磁铁的形状如图。在磁铁上磁性最强的部分称为磁极，一个磁铁都有两个磁极，N极与S极，在越靠近磁极的地方，磁性就越强，在远离磁极的地方，磁性就弱。磁场方向：在磁场中的任一点，小磁针N极受力的方向，即小磁针水平静止时N极所指的方向，就是该点的磁场方向。磁感线是在磁场中一系列假想曲线，曲线上每一点的切线方向都与该点磁场方向相同。磁感线的疏密表示磁场强弱：磁感线密集处，磁场强；磁感线稀疏处，磁场弱。磁感线在磁体外部由N极出来进入S极，在磁体内部由S极指向N极，组成不相交的闭合曲线。如右图是条形磁铁的磁感线。直线电流的磁场直线电流磁场的磁感线

3、是一系列以导线上各点为圆心的同心圆，这些同心圆都在与导线垂直的平面上。可以看到，远离导线地方，磁感线稀疏一些，也就是说靠近导线的地方磁场强些，远离导线的地方磁场弱些。安培定则（右手螺旋定则）：用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向与电流方向一致，则弯曲的四指所指方向就是磁感线环绕方向。螺线管的磁场通电螺线管外部，磁感线由N极出来进入S极；在通电螺线管内部磁感线与螺线管轴线平行，方向由S极指向N极，并与外部磁感线连成闭合曲线。用右手握住螺线管，让弯曲的四指所指方向与电流的方向一致，则拇指所指方向即为螺线管内部的磁感线方向，即大拇指所指为通电螺线管的N极。二、磁场的基本物理

4、量1、磁感应强度通过与磁场方向垂直的某一面积的磁力线总数，叫做通过该面积的磁通量，简称磁通。用字母表示。垂直通过单位面积的磁力线数目，叫磁感应强度，又称磁通密度。磁感应强度用字母B表示，单位是T(特斯拉)。在均匀磁场中，磁感应强度：在磁场中垂直于磁场方向上的通电导体，所受的磁场力F与电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫做通电导体所在处的磁感应强度，又称磁通密度，用字母B表示，即：在国际单位制中，F单位为牛顿（N），I的单位为安培（A），L的单位为米（m），B的单位为特斯拉（T），简称特。B是个矢量，是该点的磁场方向。磁场对电流的作用力：安培力磁场对电流的作用力称为安培力，其计算公式：在上

5、边公式中，要求通电导体与磁场方向相互垂直，若电流I与磁通密B成任一角度时，公式则为：左手定则安培力的方向可用左手定则判定：伸出左手，使大拇指与其余四指垂直，并且与手掌在同一平面内，让磁感线垂直穿过手心，四指指向电流方向，则大拇指所指方向为通电导体所受安培力的方向。磁导率2、磁导率磁场的强弱不仅与电流和导体的形状有关，还与磁场中媒介质的导磁性能有关。磁导率μ就是一个用来描述媒介质导磁性能的物理量，和不同材料有不同电阻率一样，不同媒介质，有不同的磁导率。磁导率的单位是亨/米（H/m）。μr＜1的物质叫反磁性物质。μr＞1的物质叫顺磁性物质。顺磁性物质与反磁性物质的相对磁导率约等于1，

6、统称为非铁磁性物质。μr>>1的物质叫铁磁性物质。3、磁场强度磁场中某点的磁通密度B与媒介质磁导率μ的比值叫该点的磁场强度。用H来表示，即：在国际单位制中，B的单位是特斯拉，μ的单位是亨利/米，则H的单位是安培/米。磁场强度H也是矢量，在均匀媒介质中，其方向与磁通密度B的方向一致。三、磁铁磁极的认知磁铁上磁性最强的部分叫磁极。一个磁体无论如何小都有两个磁极，一个磁极叫北极（N），一个磁极叫南极（S）。磁极具有指向南北极的性质。把小磁针自由悬挂，通常把指向南极的磁极叫南极，用S表示；指向北极的磁极叫北极，用N表示。同性磁极互相排斥，异性磁极互相吸引，磁极之间的这种相互作用力叫磁力；任何磁铁

7、都具有两个磁极，无论把磁铁怎么小的分割总保持有两个异性磁极，也就是说，N极和S极总是成对出现的。磁铁磁极的判断地球是一个大磁体，其N极在地理南极附近，S极在地理北极附近。利用地地磁场的极性可以判断一个未知磁铁的N、S极，把磁铁用细线悬挂起来，指南的一端为南极（S极），另一端为北极（N极）。也可以用一个已知磁极的磁铁去靠近磁铁的一端，若相互排斥则它们的磁极相同，否则相反。四、电磁感应由导体切割磁力线或在闭合线圈中磁通量发生变化而产生电