《磁场与电磁感应》PPT课件.ppt

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1、第二章磁场与电磁感应信息工程系韩善海目录2-1磁场1.磁场；2.磁感线；3.磁感应强度；4.磁通；5.磁导率；2-2磁场对电流的作用1.磁场对电流的作用；2.直流电动机的工作原理；2-3电磁感应1.电磁感应现象；2.感应电动势；3.自感；4.涡流；5.互感；&2-1磁场学习目标1.会应用右手螺旋定则确定通电长直导线和通电螺线管的磁场方向。2.理解磁感应强度、磁通、磁导率的概念。3、了解铁磁材料的分类和应用。4、会应用左手定则判断通电导体在磁场中所受电磁力的方向。一、磁场当两个磁极靠近时，它们之间就会发生相互作用

2、，同名磁极相互排斥，异名刺激相互吸引。两个磁极互不接触，却存在相互作用力，这是为什么呢？原来在磁体周围的空间中存在着一种特殊的物质——磁场。磁铁并不是磁场的唯一来源。如下图：当把一根水平放置的通电导线平行地移近一磁针上方时，磁针立即发生偏转。上述现象说明，电流周围存在着磁场。二、磁感线在玻璃板上均匀地撒一层细铁屑，然后把一块蹄型磁体放在玻璃板下面。轻敲玻璃板，铁屑转动静止后，便有序地排列起来。观察铁屑的分布情况，可以看出，在磁极附近，铁屑最为密集，表明磁场最强。再在玻璃板上不同位置放一些小磁针，根据铁屑的分布和

3、磁场中各点的小磁针N极的指向，人们可以画出曲线来描述磁场。这样的曲线成为磁感线。在这些曲线上，每一点的切线方向就是该点的磁场方向，也就是放在该点的磁针N极所指的方向。磁感线的方向：在磁体外部由N极指向S极，在磁体内部由S极指向N极。实验表明，各种不同形状的磁体或通电导线产生的磁感线是不同的。通电长直导线及通电螺线管的磁场方向可用右手螺旋定则来确定。安培定则右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致，则弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。右手握住通电螺线管，让弯曲的四指所指方向跟电流的方向一致，

4、则大拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向，也就是通电螺线管的磁场北极的方向。三、磁感应强度磁场的强弱用磁感应强度（B）表示。它的大小是这样定义的：让1m长的导线垂直于磁场方向放入磁场，并通以1A的电流是，如果受到的磁场力为1N，则导线所处的磁场的磁感应强度为1特斯拉（T).磁感应强度——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，用B表示，单位为特斯拉，简称特（T）。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

5、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。磁场越强，磁感应强度越大；磁场越弱，则磁感应强度越小。普通永磁体磁极附近的磁感应强度一般在0.4-0.7T，电动机和变压器铁芯中心的磁感应强度为0.8-1.4T，地面附近地磁场的磁感应强度只有0.00005T。四、磁通为了定量地描述磁场在某一范围内的分布及变化情况，引入磁通这一物理量。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。Φ=BS磁通的单

6、位是韦伯（Wb），简称韦。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。面积一定时，如果通过该面积的磁感线越多，则磁通越大，磁场越强。这一概念在电气工程上有极其重要的意义，如变压器、电动机、电磁铁等就是通过尽可能地减小漏磁通，增强一定铁心截面下的磁场强度来提高其工作效率的。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。五、磁导率如果用一个插有铁棒的通电线圈去吸引铁屑，然后把通电线圈中的铁棒换成铜棒

7、再去吸引铁屑，便会发现在两种情况下吸力大小不同，前者比后者大得多。这表明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。磁导率就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明显的影响。为了比较媒介质对磁场的影响，把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

8、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：（1）顺磁物质相对磁导率稍大于1。如空气、铝、铬、铂等。（2）反磁物质相对磁导率稍小于1。如氢、铜等。（3）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。根据不同的特点，可把铁磁材料分为三类：&2-2磁场的电流的作用学习目标1.会应用左手定则判断通电导体在磁场中所受