磁场与磁路知识及电气技术教育培训课件54页

生磁场。电和磁是两个互相联系、互相依存、不可分 割的基本现象。因此，我们将电和磁统称为电磁现象。 • 电磁现象包括电流的磁场（电变磁）和电磁感应（磁 变电），本章先来学习电流的磁场及其应用。
• 1.2 电磁场
• 1.2.1 磁场和磁力线
• 1．磁体和磁极
• 磁体：我们把物体吸引铁、钴、镍等物质的性质称为磁性。 具有磁性的物体称为磁体。
• 若磁场中各点的磁感应强度的大小相等、方向相同，则称为 匀强磁场。
• 【例】
• 已知一处于均匀磁场中、并与磁场方向垂直的载流导体，导 体的有效长度为0.1m，通入的电流为5A，导体所受的电磁力 为0.1N，求电磁感应强度B。
• 解： 根据电磁感应强度B的定义式，有
B F 0.1 0.2
•
Il 5 0.1
• 1.2.2 电流的磁场
• 引言：通电导线产生了磁场，并且电流和磁场同生同灭。
• 1．通电直导线周围的磁场 安培右手螺旋定则：用右手握住通电直导线，让拇指指向电 流方向，四指弯曲，那么四指所指的方向就是磁场的绕行方 向。
• 2．通电螺线管的磁场
• 3．磁场的能量
• 磁场除了具有大小和方向，还有能量。磁场的建立过程是 磁场的储能过程；磁场的消失过程是磁场能量的释放过程。 因为磁场具有能量，磁场之间才会有力的作用。关于磁场 的能量下一章还要分析。
• 2.磁场
• 把一个磁体放在另一个磁体附近，两个磁体的磁极之间会产 生相互作用力：同性磁极之间互相排斥，异性磁极之间互相 吸引。我们称传递磁场力的空间为磁场。
• 互不接触的磁体之间具有的相互作用力，就是通过它周围的 磁场来传递的。
• 磁场是由磁体产生的，有磁体才有磁场。
• 3.磁场的方向和磁力线
B F Il
• 式中 B —— 磁感应强度，单位为T（特）； • F —— 通电导体所受磁场力，单位为N（牛）； • I —— 导体中的电流，单位为A（安）； • l —— 导体的长度，单位为m（米）。 • 磁感应强度是定量描述磁场中各点磁场强弱的物理量。磁感
应强度是矢量，它的方向与该点磁场的方向相同；定义式成 立的条件是式中各量的方向符合下 图所示：
1.3.2 磁导率
1.一个现象： 在一个空心线圈中通
入电流I，在线圈的下
部放一薄铁片，线圈对薄铁片的吸力很小，薄铁不动； 当通电电流不变，在线圈中插入一铁棒，线圈的吸力大 增，将薄铁片吸起。
表明：同一线圈通过同一电流，如磁场中的导磁物质不 同（空气和铁），其磁场强度不同。
• 磁导率的概念：线圈中磁场的强弱与磁场中物质的导磁性能 有关，用磁导率来表征各种物质的导磁性能。
• 磁体分类：天然磁体（磁铁矿石）和人造磁体（一般用铁的 合金制成）。人造磁体根据需要可制成各种形状。实验中常 用的磁体有条形、蹄形和针形等几种，如下图所示。
• 磁体两端磁性最强的区域称为磁极。
• 任何磁体都具有两个磁极。
• 小磁针由于受到地磁的作用，在静止时总是停止 在南北方向上，指北的一端叫北极，用N表示； 指南的一端叫南极，用S表示。
• 根据通电导体在磁场中要受到电磁力的作用，定义了磁感应 强度B。把磁感应强度B的公式变形，就得到磁场对通电导体 的作用力公式
•
F=B I l
（1-2）
• 导体在磁场中的受力大小，与磁感应强度、导体中电流的 大小及导体的长度成正比。
• 通电导体在磁场中要受到电磁力的作用，此理论是电动机 及电动设备的理论基础，在工程中有着广泛的应用。
二、教学重点
1.电流的磁场及其应用，电路中的方向判断和计算 2.磁场强度的基本概念、方向判断和计算
三、教学难点
1.磁通的概念与计算方法 2.磁导率的基本概念、 磁场强度磁通的方向判断和计算
四、主要教学内容
• 1.3 磁场的基本物理量 • 1.3.1 磁感应强度和磁通 • 1. 磁感应强度B
• 磁场既有大小，又有方向。处于磁场中某点的一小段与磁场 方向垂直的通电导体l，如果通过它的电流为I，则它所受到 的电磁力F与I l之积的比值是一个恒量。对磁场中确定的点， 不论I和l如何变化，比值F∕I l始终保持不变。我们将这个比值 定义为该点的磁感应强度，用B来表示，即
五、课后小结
• 1.电和磁是两个互相联系、互相依存、不可分割的基本现象。。 • 2.磁力线是按磁场的方向及大小画出来的有向线条。 • 3.通电导线可以产生磁场。 • 1.磁场除了具有大小和方向，还有能量。
第二讲 1-3 磁场的基本物理量
一、教学目的
1.进一步理解电流和磁场的相互依存关系 2.掌握磁感应强度、磁通的基本概念 3.掌握磁导率、磁场强度的基本概念
• 处于磁场中的载流导体，当导体l垂直于磁场方向，导体受 到的电磁力最大；当导体平行于磁场方向，则导体不受力； 当导体与磁场方向成α夹角,导体所受电磁力为
•
F=B I l sinα
• 【例】
• 有一大型空心电磁线圈，如下图所示。由于通入的电流太大，可 能使线圈产生变形，请分析线圈的受力方向。
• 感应强度方向如图所示，然后用左手定则判定线圈的受力方向。 根据左手定则判断，线圈受到的电磁力是沿着半径方向向外的， 此力企图使线圈膨胀。
• 磁导率用μ表示，单位为H/m(亨/米)。导磁物质的μ越大，其 导磁性能越好，产生的附加磁场越强；μ越小，导磁性能越 差，产生的附加磁场越弱。
磁场与磁路知识及电气技术
教育培训课件
第一讲
1-1 引言 1-2 电磁场
一、目的
1.理解电流和磁场的相互依存关系 2.掌握磁感应强度、磁通、磁导率、磁通势及磁阻的基本概念。
二、教学重点
电磁现象的电本质，铁磁材料的磁化特性
三、教学难点
电流的磁效应，磁场的基本物理量
主要教学内容
• 1.1 引言 • 电磁现象：当电流在导体中流动时，导体的周围要产
• 规定：在磁场中任一点，小磁针静止时N极所指的方向，就是该 点的磁场方向。
• 为了形象的描述磁场的大小和方向，引出了磁力线的概念。磁力 线是按磁场的方向及大小画出来的有向线条。
• 磁力线具有以下特征： 磁力线是互不交叉的闭合曲线；磁体外部由N极指向S极，磁体内 部由S极指向N极；磁力线上任意一点的切线方向，就是该点的磁 场方向ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ磁力线的疏密程度反映了磁场的强弱；磁体的两极磁场 最强。