周绍敏《电工技术基础与技能》PPT——5 磁场和磁路
2015电工技术基础与技能5解析
条形磁铁的磁感线
电工技术基础与技能
二、电流的磁效应
1820年,丹麦的奥斯特在静止的磁针上方拉一根与 磁针平行的导线,给导线通电时,磁针立刻偏转一个角 度。 实验说明: 通电导体周 围存在磁场
奥斯特实验
电流的磁效应:通电导体的周围存在着磁场。
电工技术基础与技能
二、电流的磁效应
通电导体周围的磁场方向,即磁场方向与电流的关系 可以用右手螺旋定则来判断。
2.电感器参数
电感器有两个重要参数,一个是电感,另一个是额定电流。
●电感
电感一般标注在电感器的外壳上,通常采用直标法或色标 法,单位为微亨(H)。
●额定电流
额定电流是指电感器在正常工作时所允许通过的最大电流, 常以字母A、B、C、D、E来代表,标称电流分别为50、150、 300、700、1600毫安。使用中,电感器的实际工作电流必须小 于额定电流,否则电感线圈将会严重发热甚至烧毁。
1. 通电直导体的磁场方向
判断方法:右手握住导线 并把拇指伸开,用拇指指向 电流方向,那么四指环绕的 方向就是磁场方向。
通电直导体的磁场方向
电工技术基础与技能
二、电流的磁效应
通电导体周围的磁场方向,即磁场方向与电流的关系 可以用右手螺旋定则来判断。
2. 通电螺线管的磁场方向
判断方法:右手握住螺线管,
电工技术基础与技能
六、铁磁材料
不同的铁磁材料具有不同的磁滞回线,剩磁和矫顽 磁力也不相同。因此,它们的用途不同,一般将磁性 材料分为三类——硬磁材料、软磁材料和矩磁材料。
三种铁磁材料的磁滞回线
电工技术基础与技能
【课堂小结】 1.磁化现象,识读磁化曲线、磁滞回线、基 本磁化曲线。 2.磁滞损耗产生的原因及降低损耗的方法。 3.常用磁性材料。 【课后作业】 “学习辅导与练习”同步训练中的5.3
电工电子技术基础与应用单元五课件
4.试用安培定则判断如图5-10所示通电螺线管产生的磁场方向。
5.在图5-11中标出导线中的电流方向和电磁铁的南、北极。
2.通电螺线管磁场
1.tif
5Z10.TIF
2.通电螺线管磁场
图
5-10
图
5-11
任务2 认识磁场的基本物理量
1.磁感应强度
次,螺钉旋具即被退磁,再用它看是否还能吸起ϕ3mm铁质螺钉。
3.磁导率
SKYLX.TIF
1.判断题(正确画“
”,错误画“×”)
(1)电动机和变压器的铁心中的B为0.4~0.7T。
(2)把1m长的导线,置于磁场中。
(3)所谓1Wb就是指在1m2截面积中匀强磁场的磁感应强度为1T,且
磁感应强度方向与截面积垂直,那么该截面积的磁通量就是1Wb。
2.电源采用1.5V的400匝铁心电磁铁,制作方法参见图5-8所示。
3.电源采用1.5V的200匝铜心电磁铁。
4.电源采用1.5V的400匝铜心电磁铁。
5.电源采用9V的200匝铁心电磁铁,如图5-9所示。
6.电源采用9V的400匝铁心电磁铁,制作方法参见图5-9所示。
7.电源采用9V的200匝铜芯电磁铁,制作方法参见图5-9所示。
XGZS.TIF
2.电磁力的方向
1.tif
1.tif
5Z16.TIF
2.电磁力的方向
图5-16 磁场对通电直导体的作用
图5-17 通电直导体的电磁力方向判定
二、磁场对通电线圈的作用
图5-18 通电线圈在磁场中
二、磁场对通电线圈的作用
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1.tif
二、磁场对通电线圈的作用
电工技术基础与技能【周绍敏】第五章磁场和磁路练习题答案
电工技术基础与技能【周绍敏】第五章磁场和磁路练习题答案( )。
电工技术基础与技能A.FB.0.5 FC.2 FD.4 F 第五章磁场和磁路练习题 7、如5-23所示,处在磁场中的载流导线,受到的磁场力的方向应为( )。
班别:高二( A. ) 姓名: 学号: 成绩: 垂直向上 B.垂直向下C.水平向左D.水平向右一、是非题(1.5X20) 8、空心线圈被插入铁心后( )。
1、磁体上的两个极,一个称为N极,另一个称为S极,若把磁体截成两段,则一段为N极,另 A.磁性将大大增强 B.磁性将减弱一段为S极。
( ) C.磁性基本不变 D.不能确定 2、磁感应强度是矢量,但磁场强度是标量,这是两者之间的根本区别。
( ) 9、为减小剩磁,电磁线圈的铁心应采用( )。
3、通电导体周围的磁感应强度只取决于电流的大小及导体的形状,而与媒介质的性质无关。
A.硬磁性材料 B.非磁性材料( ) C.软磁性材料 D.矩磁性材料 4、在均匀介质中,磁场强度的大小与媒介质的性质无关。
( ) 10、铁磁性物质的磁滞损耗与磁滞回线面积的关系是( )。
5、通电导线在磁场中某处受到的力为零,则该处的磁感应强度一定为零。
( ) A.磁滞回线包围的面积越大,磁滞损耗也越大6、两根靠得很近的平行直导线,若通以相同方向的电流,则他们相互吸引。
( ) B.磁滞回线包围的面积越小,磁滞损耗也越大 7、铁磁性物质的磁导率是一常数。
( ) C.磁滞回线包围的面积大小与磁滞损耗无关以上答案均不正确 8、铁磁性物质在反复交变磁化过程中,H的变化总是滞后于B的变化,称为磁滞现象。
( ) D.9、电磁铁的铁心是由软磁性材料制成的。
( )10、同一磁性材料,长度相同,截面积大则磁阻小。
( ) 三、填充题1、磁场与电场一样,是一种物质,具有力和能的性质。
二、选择题 2、磁感线的方向:在磁体外部由 N 指向 S ;在磁体内部由 S 1、判定通电导线或通电线圈产生磁场的方向用( )。
《电工技术基础与技能》(电类专业通用)
◆ 加大弹性,增加教材的灵活性教材内容分为必学、选学、阅读与应用和实验与技能四类,增加教材的灵活性,以适应不同地区、不同学制、不同专业的教学要求主编:周绍敏学时数:64~90学时书号:978-7-04-026939-0生特别关注的地方,采用了添加标注的方式以引起学生的注意主编:陈雅萍学时数:68~86学时主编:苏永昌通过生产生活中实际的问题、情景或案例,引导学生进入学习情境学时数:65~88学时教材样例内容的组织与编排既注意符合知识和技能的逻辑顺序,又着眼于中职生的年龄与智力水平,把学习过程分为感知、体验、领悟和应用四个阶段,适应项目式、任务式等教学方式改革的需要◆ 突出实用性和趣味性加强制作和调试电路等工程应用背景的实用性内容,项目的选择与设计兼顾一定的趣味性,激发学生学习兴趣主编:张金华学时数:96~126学时书号:978-7-04-026953-6“本章要点”:介绍本章必须掌握的基本专业知识和专业技能“实用技术”:介绍与本课程相关的实用专业技术知识“实训项目”:用于指导学生完成特定的专业技能训练“课外阅读”:拓展学生知识面,提高学习兴趣主编:伍湘彬学时数:96~128学时书号:978-7-04-026956-7括“学习目标”、“基础知识”、“工作步骤”、“相关链接”、“多媒体资源”、“阅读材料”和“评价反馈”等◆ 倡导新的教学评价理念和方法既关注学生对知识的理解、技能的掌握和能力的提高,又关注学生养成规范操作、安全操作的良好习惯,以及在现代社会中的节约能源、节省原材料与爱护工具设备、保护环境等意识与观念的形成与发展主编:李乃夫学时数:96学时书号:978-7-04-026955-0教材样例◆ 以行业技术应用为依据,注重教学内容的适时性从分立元件电路为主转到以集成电路为主;从以器件内部分析为主转向以器件外部特性和应用为主;以模拟电路为主转到模拟电子线路和数字电子线路比例协调、相互兼顾◆ 以符合学生的认知规律为基础,体现中职教材的层次性尽可能地降低理论深度和难度,简约明了地介绍电子线路的基本概念、基本原理和应用知识,避免繁杂的数学推导和理论分析主编:陈振源学时数:96~116学时书号:978-7-04-026954-3组成,一方面强调学生是学习的主体,另一方面为学生自主学习提供了有效途径主编:文春帆学时数:64~96学时◆ 图文并茂,增强可读性增加生动活泼的图表,辅助教师教学、学生学习主编:程周学时数:64~88学时◆ 教材编排生动活泼,版式新颖教材从生产生活实际案例出发,按照服务专业学习,理论联系实际的要求,设计了“目标导航”、“核心导读”、“做中教”、“做中学”、“要点提示”、“知识链接”、“想想练练”等若干小栏目,便于教学主编:杜德昌学时数:68~96学时书号:978-7-04-026948-2。
电工基础课件周绍敏 PPT
I1+I3 I2+I4+I5
大家应该也有点累了,稍作休息
大家有疑问的,可以询问和交流
电流定律的第二种表述:在任何时刻,电路中任一节点上的 各支路电流代数和恒等 于零,即 I 0。
一般可在流入节点的电流 前面取“”号,在流出节点的电 流前面取“-”号,反之亦可。例 如图 3-2 中,在节点 A 上:
(2)对于网络 (电路)之间的电流关系,仍然可由电流定律判定。 如图 3-4 中,流入电路 B 中的电流必等于从该电路中流出的电流。
图 3-3 电流定律的应用举例(1)
图 3-4 电流定律的应用举例(2)
(3)若两个网络之间只有一 根导线相连,那么这根导线中一 定没有电流通过。
(4)若一个网络只有一根导 线与地相连,那么这根导线中一 定没有电流通过。
R1I1 - R2I2 + R3I3 = - E1 + E2 对于电阻电路来说,任何时刻,在任一闭合回路中,各段电 阻上的电压降代数和等于各电源电动势的代数和,即
RIE
2.利用 RI = E 列回路电压方程的原则
(1) 标出各支路电流的参考方向并选择回路绕行方向(既可沿 着顺时针方向绕行,也可沿着逆时针方向绕行);
学时分配:
第三章 复杂直流电路
第一节 基尔霍夫定律 第二节 支路电流法 第三节 叠加定理 第四节 戴维宁定理 第五节 实际电源模型之间的等效变换 本章小结
第一节 基尔霍夫定律
一、常用电路名词 二、基尔霍夫电流定律(节点电流定律) 三、基尔霍夫电压定律(回路电压定律)
一、常用电路名词
以图 3 - 1 所示电路为例说明常用电路名词。 1.支路:电路中具有两个端钮且通过同一电流的无分支 电路。如图 3 - 1 电路中的 ED、AB、FC 均为支路,该电路 的支路数目为 b = 3。
第5章《电工电子技术》课件
5.1.3 磁路及其基本定律
一个没有铁芯的载流线圈所产生的磁通是分布在整个空 间的,而当此线圈绕在闭合铁芯上时,由于铁芯的磁导率远 比周围空气或其他非磁性材料的磁导率大,因此,绝大多数 磁通将集中于铁芯内部,并构成回路。这部分磁通称为主磁 通。另外一小部分磁通经过铁芯外的非磁性材料而形成回路, 这部分磁通称为漏磁通。 我们把这种人为造成的主磁通的闭合路径称为磁路。如 下图所示为几种铁芯构成的磁路。
上式中,Em=2πfNΦm,为主磁通电动势e的最大值。e 的有效值为: Em 2πfN m E 4.44 fN m 2 2 通常,由于线圈的电阻R和漏磁通Φσ都较小,其电压降 也较小,与主磁通电动势相比可忽略不计,于是
U E
U E 4.44 fNm 4.44 fNBm S
5.2.3 功率损耗
交流铁芯线圈的功率损耗主要有铜损和铁损两种。其中, 铜损是指线圈电阻R上的功率损耗RI2,用ΔPCu表示;铁损是 指处于交变磁化下铁芯内的功率损耗,用ΔPFe表示,它包括 磁滞损耗ΔPh和涡流损耗ΔPe。因此,交流铁芯线圈的功率损 耗为:
ΔP ΔP Cu ΔP Fe ΔP Cu ΔP h ΔP e
5.3 变压器
5.3.1 变压器的分类
1.按用途分
按用途不同,变压器可分为电力变压器和特殊变压器两 类。其中,电力变压器是应用于电力系统中进行变配电的变 压器,常用的有升压变压器、降压变压器、配电变压器等; 特殊变压器是针对特殊需要而制造的变压器,如整流变压器、 工频试验变压器、矿用变压器、冲击变压器、电焊变压器及 电压互感器等。
2.交变磁化时的铁芯损耗
(1)磁滞损耗
铁磁性材料在交变磁化过程中由磁滞现象所引起的能量 损耗称为磁滞损耗。它是由于铁磁性材料内部的小磁畴在交 变磁化过程中反复转向,相互摩擦引起铁芯发热所造成的。 可以证明,交变磁化一周,在单位体积铁芯内所产生的 磁滞损耗与磁滞回线所包围的面积成正比。因此,为减小磁 滞损耗,应选用磁滞回线较窄的软磁材料制造铁芯。
周绍敏《电工技术基础与技能》演示文稿课件——1认识电路综述
《电工技术基础与技能》演示文稿
第四节
部分电路欧姆定律
一、欧姆定律
二、线性电阻与非线性电阻
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《电工技术基础与技能》演示文稿
一、欧姆定律
电阻元件的伏安关系服从欧姆定律,即
《电工技术基础与技能》演示文稿
1 认识电路
1.1
电路
1.2 电流 1.3 电阻 1.4 部分电路欧姆定律 1.5 电能和电功率 单元小结
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《电工技术基础与技能》演示文稿
第一节
电 路
一、电路的基本组成 二、电路模型(电路图)
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《电工技术基础与技能》演示文稿
学时分配:
序号
1 2 绪论 第一节 电路
内
容
学 时
1
3
4 5 6
第二节
第三节 第四节 第五节
电流
电阻 部分电路欧姆定律 电能和电功率 1
7
8
单元小结
单元总学时
2 4
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《电工技术基础与技能》演示文稿
二、电能
电能是指在一定的时间内电路元件或设备吸收或发出的 电能量,用符号W表示,其国际单位制为焦耳(J),电能的计 算公式为 W = P ·t = U I t
周绍敏电工技术基础与技能电磁感应ppt讲课文档
当穿过闭合线圈的磁通发生变化时,线圈中有电流产生。
在一定条件下,由磁产生电的现象,称为电磁感应现象,产生 的电流称为感应电流。
第七页,共67页。
二、磁感应条件
上述几个实验,其实质上是通过不同的方法改变了穿过闭合回路 的磁通。因此,产生电磁感应的条件是:
当穿过闭合回路的磁通发生变化时,回路中就有感应电流产生。
匀强磁场中,线圈平面和磁场垂直,ab 边可以在线圈平面上自由滑动。
设 ab 长为 l,匀速滑动的速度为 v,在 t 时间内,由位置 ab 滑动到 ab ,利用电磁感应定律,ab 中产生的感应电动势大小
E B SB v ltB vl
t t t
即 EBvl
第十九页,共67页。
图 6-1 导线切割磁感线产生的感应电动势
6.3 电磁感应定律
6.4 自感现象
6.5 互感现象
6.6 互感线圈的同名端和串联
6.7 涡流和磁屏蔽
本章小结
本章总学时
第三页,共67页。
学时 1 1 2 1 1 1 1 1 1 10
第四页,共67页。
6 电磁感应
第一节 电磁感应现象
第二节 感应电流的方向 第三节 电磁感应定律 第四节 自感现象
第五节 互感现象
第十页,共67页。
1.楞次定律
当磁铁插入线圈时,原磁通在增加,线圈所产生的感应电流的磁 场方向总是与原磁场方向相反,即感应电流的磁场总是阻碍原磁通的 增加;
当磁铁拔出线圈时,原磁通在减少,线圈所产生的感应电流的磁场 方向总是与原磁场方向相同,即感应电流的磁场总是阻碍原磁通的减少 。
因此,得出结论: 当将磁铁插入或拔出线圈时,线圈中感应电流所产生的磁场,总是阻碍 原磁通的变化。这就是楞次定律的内容。 根据楞次定律判断出感应电流磁场方向,然后根据安培定则,即可 判断出线圈中的感应电流方向。
电工与电子技术课件第5章上
B
H 电工与电子技术课件第5章上
真空中的磁导率( 0)为常数
0 4107 (亨/米)
一般材料的磁导率 和真空中的磁导率之比,
称为这种材料的相对磁导率 r
r
0
r 1 ,则称为磁性材料
r 1 ,则称为非磁性材料
电工与电子技术课件第5章上
5.1.3 磁性材料的磁性能
性。如图为磁性物质的滞回曲线。
B
1
2
要使剩磁消失,通常需
进行反向磁化。将 B=0时
3
H
的 H 值称为 矫顽磁力 Hc,
O6
(见图中3和6所对应的 4
5
点。)
电工与电子技术课件第5章上
磁性材料的分类:
根据磁滞回线的不同,大致分成三类:
(1)软磁材料
其矫顽磁力较 小,磁滞回线 较窄。(铁心)
(2)永磁材料
电流方向和磁场强度的方向 符合右手定则,电流取正; 否则取负。
电工与电子技术课件第5章上
I3
H
在无分支的均匀磁路(磁路的材料和截面积相同, 各处的磁场强度相等)中,安培环路定律可写成:
NIHL
NI:称为磁动势。一般
用 F 表示。
线圈 匝数N
I
F=NI
HL:称为磁压降。
电工与电子技术课件第5章上
磁路 长度L
(2)铁心材料为硅钢片时线圈中的电流。
l
S
解:先从磁化曲线中查出磁场强度的 H值,然后再计算电流。
(1) H1=9000A/m, I1H N 1 l93 0 0 0 0 .40 0 5 1.5 3 A
(2) H2=260A/m,
I2H N 2l23 6 0 .0 4 0 0 5 0 .3A 9
电工基础课件周绍敏
基本电工仪表的使用和测量误差分析
仪表分类:电压表、电流表、万用表等 使用方法:正确连接线路,选择合适的量程,掌握读数方法 误差分析:仪表本身误差、测量操作误差、环境影响等 减小误差的方法:选择高精度仪表,规范操作流程,多次测量求平均值等
注意事项:在分析过程中 需要注意一些细节问题
应用范围:适用于各种不 同类型电路的分析
戴维南定理、诺顿定理等基本电路等效方法
戴维南定理:将一个有源二端网络等效为一个理想电压源和内阻串联的电路 诺顿定理:将一个有源二端网络等效为一个理想电流源和内阻并联的电路 等效电阻:戴维南定理中的等效电阻 诺顿定理的应用:用于分析复杂电路中的分支电流和电压降
集成电路的应用和设计方法
集成电路的基本组成 集成电路的分类及特点 集成电路的应用范围及优势 集成电路的设计流程和方法
基于EDA的电路设计方法简介
电路设计的基本 流程
EDA工具在电路 设计中的应用
基于EDA的电路 设计电工基础实践案例分析
家庭用电安全案例分析
案例一:乱拉电线导致的火灾
电路故障检查与排除方法
电压测量法:通过测量电路中各 点电压,判断故障原因
替代法:用已知完好的元件替代 可疑元件,判断故障原因
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
电阻测量法:通过测量电路中各 点电阻,判断故障原因
直接观察法:通过观察电路中是 否有明显损坏的元件或连接线, 判断故障原因
电气安全与电工操作规范
暂态电路的分析方法
初始值计算:根据换路定则 求出电路的初始值。
电工与电子技术课件第5章(上).ppt
I
N
S l
令:
l
Rm s
Rm 称为磁阻
则: FNISLRmφ
磁路中的 欧姆定律
磁路和电路的比较(一)
磁I
路
N
磁动势 磁通 磁压降
FIN Φ HL
I
电
+
电动势 电流 电压降
路
E UR
_
E IU
磁路与电路的比较 (二)
磁路
I N
电路 +I _E R
欧姆定律
磁阻
磁感应 强度
F Rm
Rm
l S
Φ B
为了减小涡流损耗,可采用由彼此 绝缘且顺着磁场方向的硅钢片叠成铁 心,这样将涡流限制在较小的截面内 流通;使涡流及其损耗大为减小。一 般电机和变压器的铁心常采用厚度为 0.35mm或0.5mm的硅钢片叠成 。
§5.3 变压器
变压器功能: 变电压:电力系统 变电流:电流互感器 变阻抗:电子电路中的阻抗匹配 (如喇叭的输出变压器)
磁滞损耗要引起铁心发热。为了减小磁滞损耗,应
选用磁滞回线狭小的磁性材料制造铁心。硅钢就是变 压器和电机中常用的铁心材料,其磁滞损耗较小。
② 涡流损耗 由涡流所产生的铁损称为涡流损耗△Pe
涡流:当线圈中通有交流电时,在 铁心内要产生感应电动势和感应电 流。这种感应电流称为涡流,它在 垂直于磁通方向的平面内环流着。
A*
A*
X
X
a* x
a x*
线圈的接法 电器使用时两种电压(220V/110V)的切换:
1
*
3
*
2
4
220V: 联结 2 -3
110V: 联结 1 -3,2 -4
两种接法下线圈工作情况的分析
电工电子技术与技能(程周)ppt课件
2.1 磁场
• 2.1.3磁感应强度
1.磁感应强度定义:在磁场中,设垂直于磁场方向的通 电直导线受到的磁场力为F,通过导线的电流为I,导线 的强长度度,为用lB,表则示F。和的比B值称FIl为通电导线所在处的磁感应
2.B的单位:特斯拉,用T表示,或Wb/m2。 3.B是矢量,磁场中某处磁感应强度的方向就是该处磁 场的方向。 4.均匀磁场:若磁场中各点的磁感应强度大小相等,方 向相同,称为均匀磁场。
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2.1 磁场
• 2.1.2磁场的方向及磁感线
1.磁场是有方向的,规定:在磁场中的任一点,小磁针 静止时N极所指的方向,就是该点的磁场方向。 2.磁感线:为了形象地描绘磁场在空间的分布,在磁场 中画出一些有方向的、假想的系列曲线,曲线上任一点 的切线方向与该点的磁场方向一致,这些曲线称为磁感 线。
磁记录媒体的分类: 磁带 磁盘 磁卡
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5 总目录 章目录 返回 上一页 下一页
磁带结构图示
5 总目录 章目录 返回 上一页 下一页
5 总目录 章目录 返回 上一页 下一页
磁盘结构
磁记录介质
磁头
5 总目录 章目录 返回 上一页 下一页
4.4 Mbyte IBM RAMAC 1955 2 kbits/in2 50x24” dia disks
1 总目录 章目录 返回 上一页 下一页
2.2 电磁感应
• 2.2.1 电磁感应及电磁感应定律
1 总目录 章目录 返回 上一页 下一页
2.2 电磁感应
• 2.2.2 楞次定律和右手定则
1.楞次定律 内容:闭合电路中产生的感应电流,它所产生的磁场
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《电工技术基础与技能》演示文稿
这个力矩使线圈绕 OO 转动,转动过程中,随着线圈平面与磁 感线之间夹角的改变,力臂在改变,磁力矩也在改变。
当线圈平面与磁感线平行时, 力臂最大,线圈受磁力矩最大; 当线圈平面与磁感线垂直时, 力臂为零,线圈受磁力矩也为零。
物质导磁性能的强弱用磁导率 来表示。 的单位是H/m (亨/米)。不同的物质磁导率不同。在相同的条件下, 值越大,磁 感应强度 B 越大,磁场越强; 值越小,磁感应强度 B 越小,磁场 越弱。 真空中的磁导率是一个常数,用 0 表示 0 = 4 107 H/m
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三、电流的磁场
1.电流的磁场 直线电流所产生的磁场方向可用安培定则来判定,方法是:用
右手握住导线,让拇指指向电流方向,四指所指的方向就是磁感线 的环绕方向。
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环形电流的磁场方向也可用安培定则来判定,方法是:让右手
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二、磁场对通电线圈的作用力矩
将一矩形线圈 abcd 放在匀强磁场中,如图 5-4 所示 线圈的顶边 ad 和底边 bc 所 受的磁场力 Fad 、Fbc 大小相等, 方向相反,在一条直线上,彼此 平衡;而作用在线圈两个侧边 ab 和 cd 上的磁场力 Fab、Fcd 虽然大 小相等,方向相反,但不在一条 直线上,产生了力矩,称为磁力 矩。
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四、磁场强度
在各向同性的媒介质中,某点的磁感应强度 B 与磁导率 之 比称为该点的磁场强度,记做 H。即
B H 0 r H
磁场强度 H 也是矢量,其方向与磁感应强度 B 同向,国际单 位制单位是A/m (安培/米 )。
F B Il
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磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量。 磁感应强度是一个矢量,它的方向即为该点的磁场方向。 在国际单位制中,磁感应强度的单位是: T (特斯拉)。 用磁感线可形象地描述磁感应强度 B 的大小,B 较大的地 方,磁场较强,磁感线较密,B 较小的地方,磁场较弱,磁感 线较稀,磁感线的切线方向即为该点磁感应强度 B 的方向。 匀强磁场中各点的磁感应强度大小和方向均相同。
3.磁场方向:在磁场中某点放一个可自由转动的小磁针,它 N极所指的方向即为该点的磁场方向。
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二、磁感线
1.磁感线 在磁场中画一系列曲线,使曲线上每一点的切线方向都与该点
的磁场方向相同,这些曲线称为磁感线。如图 5-1 所示。
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2.单位 公式中各物理量的单位均采用用国际单位制:安培力 F的 单位用N (牛);电流I的单位用A (安);长度l的单位用m (米); 磁感应强度 B 的单位用T (特)。 3.左手定则 安培力 F 的方向可用左手定则判断:伸出左手,使拇指 与其他四指垂直,并都与手掌在一个平面内,让磁感线穿入手 心,四指指向电流方向,大拇指所指的方向即为通电直导线在 磁场中所受安培力的方向。 由左手定则可知:F ⊥ B,F ⊥ I,即F垂直于 B、I 所决 定的平面。
单元小结
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5.1
电流的磁效应
一、磁场 二、磁感线 三、电流的磁场
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一、磁场
1.磁场:磁体周围存在的一种特殊的物质称为磁场。磁体间 的相互作用力是通过磁场传送的。磁体间的相互作用力称为磁场力, 同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。 2.磁场的性质:磁场具有力的性质和能量性质。
(3) 铁磁性物质:r >> 1,且不是常数,如铁、钢、铸铁、镍、 钴等物质都是铁磁性物质。在磁场中放入铁磁性物质,可使磁感 应强度 B 增加几千甚至几万倍。
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表 5-1 列出了几种常用的铁磁性物质的相对磁导率。
图 5-2 条形磁铁的磁感线
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3.匀强磁场
在磁场中某一区域,若磁场的大小、方向都相同,这部分 磁场称为匀强磁场。匀强磁场的磁感线是一系列疏密均匀、相 互平行的直线。
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B
S
即磁感应强度 B 可看作是通过单位面积的磁通,因此磁感应强 度 B 也常称为磁通密度,并用 Wb/m2 作单位。
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三、磁导率
1.磁导率 磁场中各点的磁感应强度 B 的大小不仅与产生磁场的电流和导 体有关,还与磁场内媒介质(又称为磁介质)的导磁性质有关。在磁 场中放入磁介质时,磁场的磁感应强度 B 将发生变化,磁介质对磁 场的影响程度取决于它本身的导磁性能。
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5.2
磁场的主要物理量
一、磁感应强度 二、磁通 三、磁导率 四、磁场强度
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一、磁感应强度
磁场中垂直于磁场方向的通电直导线所受的磁场力F 与电流 I 和导线长度 l 的乘积 Il 的比值称为通电直导线所在处的磁感应 强度 B,即
图 5-5 电流表的结构
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2.工作原理 如图 5-6 所示,蹄形磁铁和铁心间的磁场是均匀地辐向分布, 这样,不论通电线圈转到什么方向,它的平面都与磁感线平行。因 此,线圈受到的偏转磁力矩 M1 就不随偏转角度而改变。 通电线圈所受的的磁力矩 M1 的大小与电流 I 成正比,即
可得
F BIl
(2) 当电流 I 的方向与磁感应强度 B 平行时,导线不受安培 力作用。
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(3) 如图 5-3 所示,当电流 I 的方向与磁感应强度 B 之间有一 定夹角时,可将 B 分解为两个互 相垂直的分量:
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二、磁通
在磁感应强度为 B 的匀强磁场中取一个与磁场方向垂直,面积 为 S 的平面,则 B 与 S 的乘积,称为穿过这个平面的磁通量 , 简称磁通。即
= BS
磁通的国际单位制单位是Wb (韦伯) 。由磁通的定义式可得
弯曲的四指和环形电流方向一致,伸直的拇指所指的方向就是导线
环中心轴线上的磁感线方向。
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螺线管通电后,磁场方向仍可用安培定则来判定:用右手握住 螺线管,四指指向电流的方向,拇指所指的就是螺线管内部的磁感 线方向。 2.电流的磁效应 电流的周围存在磁场的现象称为电流的磁效应。电流的磁效应 揭示了磁现象的电本质。
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2.相对磁导率 r 为便于对各种物质的导磁性能进行比较,以真空磁导率 0
为基准,将其他物质的磁导率 与
磁导率,用 r 表示,即
0
比较,其比值称为相对
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一个与电流 I 平行的分量,B1 = Bcos;另一个与电流 I 垂直的 分量,B2 = Bsin。B1 对电流没有 图 5-3 磁场对直线电流的作用力 力的作用,磁场对电流的作用力是 由 B2 产生的。因此,磁场对直线 电流的作用力 F B Il BIlsin
2
当 = 90 时,安培力 F 最大;当 = 0 时,安培力 F = 0。
图 5-1 磁感线
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2.特点
(1)磁感线的切线方向表示磁场方向,其疏密程度表示磁场的 强弱。 (2)磁感线是闭合曲线,在磁体外部,磁感线由 N 极出来,绕 到 S 极;在磁体内部,磁感线的方向由 S 极指向 N 极。 (3)任意两条磁感线不相交。 说明:磁感线是为研究问题方便 人为引入的假想曲线,实际上并不存 在。 图 5-2 所示为条形磁铁的磁感线。
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一、磁场对直线电流的作用力
1.安培力的大小 磁场对放在其中的通电直导线有力的作用,这个力称为安 培力。 (1) 当电流 I 的方向与磁感应强度 B 垂直时,导线受安培 力最大,根据磁感应强度