电工与电子基础第二~四章 磁与电磁的基本知识
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图2-3 直线电流的磁场 a)磁力线 b)安培定则
第一节 磁场及其基本物理量
3.通电螺线管的磁场
图2-4 环形电流的磁场 a)磁力线 b)安培定则
第一节 磁场及其基本物理量
二、磁场的基本物理量 1.磁感应强度
2.磁通
图2-5 通电螺线管的磁场 a)磁力线 b)安培定则
第一节 磁场及其基本物理量
第二节 磁场对电流的作用
一、磁场对通电直导体的作用
图2-7 通电导体在磁场中受到电磁力作用
第二节 磁场对电流的作用
图2-8 左手定则
例2-2 在B＝１T的均匀磁场中，有一根10m长的直导体，若直导体 上通以5A的电流，并且直导体和磁力线相交成30°，
第二节 磁场对电流的作用
试问直导体所受的电磁力为多大? 解 该通电直导体在磁场中所受的电磁力为
第五节 电 磁 感 应
1.试标出图2-33a中放在通电螺线管两端及管内小磁针的N、S极,以及 图2-33b中放在通电直导线正上方和正下方小磁针N极所指的方向。
图 2-33
2.在图2-34中标出由电流产生的磁极极性或电源的正、负极性。 3.如图2-35所示，已知均匀磁场的B＝0.4T，平面面积S＝４×１０-２ m2，且平面与B的夹角为30°，求通过面积S的磁通。
一、磁场
图2-1 电流周围存在磁场
第一节 磁场及其基本物理量
图2-2 条形磁铁磁场的磁力线
1)磁力线是一组互不交叉的闭合曲线，在磁体内部，磁力线由S极指 向N极，在磁体外部则由N极指向S极。
第一节 磁场及其基本物理量
2)离磁极越近，磁力线越密，磁场越强；离磁极越远，磁力线越疏， 磁场越弱。 3)磁力线上任意一点的切线方向，就是该点的磁场方向，也就是该 点小磁针N极所指的方向。 1.直线电流的磁场 2.环形电流的磁场
图 2-40
11.在图2-41所示的蹄形磁铁两磁极间，放一个abcd线圈，当蹄形磁 铁绕O′O轴逆时针旋转时，线圈将发生什么现象?为什么?
第五节 电 磁 感 应
第三节 铁 磁 材 料
(2)硬磁材料 指磁滞回线较宽的磁性材料，如碳钢、钴钢、铝镍钴 合金以及钡铁氧体、锶-钙铁氧体等，特点是必须采用较强的外磁场 才能使它们磁化。 (3)矩磁材料 指磁滞回线呈矩形的磁性材料，其特点是在很小的外 磁场作用下就能磁化，并达到饱和；去掉外磁场后，磁性仍然保持 与饱和时一样，它们主要用来做记忆元件(如电子计算机中的磁心)， 是电子计算机和远程控制设备中的重要元器件。
第五节 电 磁 感 应
图 2-34
4.有两个形状、大小和匝数完全相同的环形螺线管，其一用铜心， 另一用铁心。 5.图2-36所示为一通电直导体在磁场中的剖面图。
第五节 电 磁 感 应
图 2-35
第五节 电 磁 感 应图 2-36来自第五节 电 磁 感 应
图 2-37
6.图2-37是磁电系电表测量机构的剖面图，图中指针固定在动圈AB 上。
因为 Em = 2Bvl v= πln 则 Em = 2πBl 2n = 2×3.14×0.6×0.22×(900/60 )V = 2.26V
第五节 电 磁 感 应
图 2-25
例2-6 如图2-25所示，在磁感应强度为B的均匀磁场中，有一长度 为l的直导体，通过平行导电轨道与检流计组成闭合回路。
图2-12 研究铁磁材料磁化过程的装置及磁化曲线 a)装置 b)磁化曲线
(1)Oa段 此段曲线变化较缓。 (2)ab段 此段曲线较陡，几乎呈直线上升。
第三节 铁 磁 材 料
(3)bc段 此段曲线变化平缓。 (4)c点以后 此段曲线变得比较平坦。 二、磁滞回线
图2-13 铸铁、铸钢和硅钢片的磁化曲线
技工学校机械类通用教材 电工与电子基础
(第 5 版) (含习题集)
第二章 磁与电磁的基本知识 第三章 正弦交流电路 第四章 电气照明及安全用电
第二章 磁与电磁的基本知识
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
磁场及其基本物理量 磁场对电流的作用 铁磁材料 磁路欧姆定律 电磁感应
第一节 磁场及其基本物理量
第五节 电 磁 感 应
图2-23 磁铁插入和拔出线圈时感应电流的方向 a)磁铁插入线圈 b)磁铁拔出线圈
三、法拉第电磁感应定律
第五节 电 磁 感 应
图2-24 简单交流发电机的工作原理
例2-5 图2-24所示为简单交流发电机的工作原理。
第五节 电 磁 感 应
能够产生感应电动势的线圈abcd叫做转子，接在转子两端并随之一起转 动的金属圆环叫做汇流环，两个汇流环间相互绝缘。紧压在汇流环上的 是由石墨制成的电刷，转子产生的感应电动势由它引出。在图示瞬间， 用右手定则和楞次定律都可判断出感应电流从左端流进电表。 解 因为在起始位置时，线圈中的磁通不发生变化，即导体不切割磁力 线，所以感应电动势为零。当线圈转过90°时，线圈中磁通的变化率最大， 即导体垂直切割磁力线，所以感应电动势最大，可由式(2-15)求得
第三节 铁 磁 材 料
图2-14 典型的磁滞回线
三、铁磁材料的磁性能、分类和用途 1.铁磁材料的磁性能
第三节 铁 磁 材 料
(1)磁化性 铁磁材料在外磁场的作用下能被磁化，并产生远大于外 磁场的附加磁场。 (2)高导磁性 铁磁材料的磁导率μ在一般情况下远比非铁磁材料大， 而且不是常数。 (3)剩磁性 铁磁材料经磁化后，若除去外磁场，在铁磁材料中仍保 留一定的剩磁。 (4)磁滞性 在反复磁化过程中，磁感应强度B的变化总滞后于磁场 强度H的变化，而且有磁滞损耗。 (5)磁饱和性 铁磁材料的磁感应强度有一饱和值Bm。 2.铁磁材料的分类和用途
第五节 电 磁 感 应
10.如图2-40所示，长0.1m的直导体MN在形导电框架上以10m/s的速 度向右作匀速运动，框架平面与磁场垂直，已知B＝0.8T，导体的 等效内阻R＝１Ω，试求：1)MN上感应电流的大小和方向；使MN作 匀速运动，需加多大的外力?其方向如何?
图 2-39
第五节 电 磁 感 应
第三节 铁 磁 材 料
(1)软磁材料 指磁滞回线很窄的铁磁材料，其特点是磁导率很大， 剩磁和矫顽力都很小，容易磁化，也容易去磁，因而磁滞损耗小， 如硅钢片、坡莫合金、铁淦氧等。 1)硅钢片：主要用于电机、变压器、电磁铁中，按含硅量分为低硅 钢片和高硅钢片两种。 2)坡莫合金(主要是铁、镍合金)：不但矫顽力很小，而且磁导率很 高，起始相对磁导率可达几十万。 3)铁淦氧磁体(铁氧体)和磁介质(铁粉心)：主要用在高频电路中，所 引起的磁滞损耗比金属磁性材料低得多，而且具有高电阻性，如铁 氧体的电阻率比金属磁性材料要大几百万甚至几亿倍以上，所以被 广泛用于无线电电子工业和计算机技术方面。
第五节 电 磁 感 应
解 先从导体切割磁力线的角度来分析。矩形线圈只有AB和CD两 条边切割磁力线，根据右手定则可知，AB上感应电动势的方向由B 指向A，CD上感应电动势的方向由C指向D。在闭合电路中，这两 个感应电动势大小相等、方向相反，所以总的感应电动势和感应电 流为零。 四、自感 1.自感现象
图 2-26
第五节 电 磁 感 应
2.自感系数 3.自感电动势
图2-27 自感实验电路
第五节 电 磁 感 应
图2-28 自感电流方向与外电流的关系 a)开关S闭合 b)开关S断开
第五节 电 磁 感 应
五、互感 1.互感现象
图2-29 自感电动势的极性 a)外电流增加 b)外电流减小
第五节 电 磁 感 应
第五节 电 磁 感 应
二、楞次定律
图2-20 右手定则
第五节 电 磁 感 应
图2-21 条形磁铁在线圈中运动而引起感应电流
第五节 电 磁 感 应
图2-22 由于磁场中闭合电路的面积 变化而引起感应电流
1)首先判定原磁通的方向及其变化趋势，是增加还是减少。
第五节 电 磁 感 应
2)根据感应电流产生的磁场要阻碍原磁场变化的原则，确定感应电 流的磁通方向。 3)根据感应电流的磁通方向，利用安培定则，即可判断出感应电动 势和感应电流的方向。 例2-4 试判别图2-23所示两种情况下线圈感应电动势的极性。 解 在图2-23a中，当磁铁插入线圈时，线圈中的磁通将增加，根据 楞次定律，感应电流所产生的磁通与原磁通方向相反；再根据安培 定则，确定感应电流的方向如图2-23a所示，并由此判断出感应电动 势极性是上正下负。
2.互感电动势
图2-30 互感现象
第五节 电 磁 感 应
3.同名端
图2-31 互感线圈的同名端 a)开关S闭合 b)开关S断开
第五节 电 磁 感 应
图 2-32
例2-8 如图2-32所示，A为通电的一次线圈，T为铁心，B为二次线 圈(其中导体EF段置于蹄形磁铁中)。
第五节 电 磁 感 应
当开关S切断的瞬间，试在图中用“+”、“-”号标出B中感应电动 势的极性，并指出导线EF段的运动方向。 解(1)判断线圈B中感 应电动势的极性 由图看出，因为两个线圈的1、3端绕向相同，是 同名端，可用符号“·”在图中标出。当S闭合时，i１由1端流进线圈 A；当S切断时，i１减小，线圈A的自感电动势的极性是2端为正，1 端为负。由同名端的定义可知，线圈B中的感应电动势的极性是4端 为正，3端为负。 (2)判断导体EF段的运动方向 线圈B中感应电动势的方向，决定了 导体中的电流i2是由F流向E；再根据左手定则，即可判断出导体EF 向蹄形磁铁内部运动。
F = BIlsinα = 1×5×10×0.5N = 25N
二、磁场对通电线圈的作用
图2-9 磁场对通电线圈的作用
第二节 磁场对电流的作用
例2-3 在图2-9中，如果矩形线圈ad和bc的边长各为120cm，ab和cd 的边长各为100cm，均匀磁场的B＝1T，线圈中的电流为4A。求线 圈平面与磁力线呈60°时的转矩。 解 线圈平面与磁力线呈60°时的转矩为
第五节 电 磁 感 应
若导体以速度v垂直B匀速向左运动，试分别用楞次定律和法拉第电 磁感应定律确定导体中感应电动势的方向和大小。 解 1)用楞次定律判断导体中感应电动势的方向。因为导体向左运 动时，导电回路中的磁通将增加，根据楞次定律可知，导体中感应 电动势的极性是A端为负、B端为正。这与用右手定则判断的情况相 同。 2)用法拉第电磁感应定律计算导体中感应电动势的大小。 例2-7 如图2-26所示，矩形线圈ABCD在无限大均匀磁场中以速度 v向右运动，试问线圈中的感应电动势为多大?
图2-6 B与S不垂直的情况
例2-1 在B＝1T的均匀磁场中，有一面积为0.01m2的平面，试求平 面与B的夹角分别为0°、30°、60°、90°时通过此平面的磁通。
第一节 磁场及其基本物理量
解 因为Φ＝ＢＳsinα，所以 1)当α＝０°时，Φ＝1×１０-２×０＝０。 2)当α＝３０°时，Φ＝1×１０-２×0.5Wb＝5×１０-３Wb。 3)当α＝６０°时，Φ＝1×10-２×Ｗb＝8.7×１０-３Ｗb。 4)当α＝９０°时，Φ＝1×１０-２×１Ｗb＝0.01Ｗb。 3.磁导率 4.磁场强度
第四节 磁路欧姆定律
图2-15 磁力线被约束在铁磁材料中 图2-16 简单的无分支磁路及其等效磁路
a)无分支磁路 b)等效磁路
第四节 磁路欧姆定律
图2-17 有气隙的磁路和等效磁路
第四节 磁路欧姆定律
图2-18 主磁通与漏磁通
第五节 电 磁 感 应
一、直导体中的感应电动势
图2-19 闭合导体的一部分切割磁力线运动时产生感应电动势和感应电流
第五节 电 磁 感 应
7.图2-38是最简单的直流电动机的剖面图。
图 2-38
8.什么是铁磁材料?它具有哪些磁性能?铁磁材料大致可分成几类?它 们各有什么用途? 9.在图2-39中，一有效长度l＝0.3m的直导线，在B＝1.25T的均匀磁 场中运动，运动的方向与B垂直，且速度v＝40m/s，设导线的电阻r ＝0.1Ω，外电路的电阻R＝19.9Ω，试求：1)导线中感应电动势的方 向；2)闭合电路中电流的大小和方向。
T = BIScosα = 1×4×1.2×1.0×0.5N·m = 2.4N·m
第三节 铁 磁 材 料
一、铁磁材料的磁化
图2-10 环形电流产生的磁场
第三节 铁 磁 材 料
图2-11 铁磁物质的磁化 a)未被磁化时磁畴杂乱无章，磁性趋于互相抵消
b)磁化后磁畴定向排列产生附加磁场
第三节 铁 磁 材 料
第一节 磁场及其基本物理量
3.通电螺线管的磁场
图2-4 环形电流的磁场 a)磁力线 b)安培定则
第一节 磁场及其基本物理量
二、磁场的基本物理量 1.磁感应强度
2.磁通
图2-5 通电螺线管的磁场 a)磁力线 b)安培定则
第一节 磁场及其基本物理量
第二节 磁场对电流的作用
一、磁场对通电直导体的作用
图2-7 通电导体在磁场中受到电磁力作用
第二节 磁场对电流的作用
图2-8 左手定则
例2-2 在B＝１T的均匀磁场中，有一根10m长的直导体，若直导体 上通以5A的电流，并且直导体和磁力线相交成30°，
第二节 磁场对电流的作用
试问直导体所受的电磁力为多大? 解 该通电直导体在磁场中所受的电磁力为
第五节 电 磁 感 应
1.试标出图2-33a中放在通电螺线管两端及管内小磁针的N、S极,以及 图2-33b中放在通电直导线正上方和正下方小磁针N极所指的方向。
图 2-33
2.在图2-34中标出由电流产生的磁极极性或电源的正、负极性。 3.如图2-35所示，已知均匀磁场的B＝0.4T，平面面积S＝４×１０-２ m2，且平面与B的夹角为30°，求通过面积S的磁通。
一、磁场
图2-1 电流周围存在磁场
第一节 磁场及其基本物理量
图2-2 条形磁铁磁场的磁力线
1)磁力线是一组互不交叉的闭合曲线，在磁体内部，磁力线由S极指 向N极，在磁体外部则由N极指向S极。
第一节 磁场及其基本物理量
2)离磁极越近，磁力线越密，磁场越强；离磁极越远，磁力线越疏， 磁场越弱。 3)磁力线上任意一点的切线方向，就是该点的磁场方向，也就是该 点小磁针N极所指的方向。 1.直线电流的磁场 2.环形电流的磁场
图 2-40
11.在图2-41所示的蹄形磁铁两磁极间，放一个abcd线圈，当蹄形磁 铁绕O′O轴逆时针旋转时，线圈将发生什么现象?为什么?
第五节 电 磁 感 应
第三节 铁 磁 材 料
(2)硬磁材料 指磁滞回线较宽的磁性材料，如碳钢、钴钢、铝镍钴 合金以及钡铁氧体、锶-钙铁氧体等，特点是必须采用较强的外磁场 才能使它们磁化。 (3)矩磁材料 指磁滞回线呈矩形的磁性材料，其特点是在很小的外 磁场作用下就能磁化，并达到饱和；去掉外磁场后，磁性仍然保持 与饱和时一样，它们主要用来做记忆元件(如电子计算机中的磁心)， 是电子计算机和远程控制设备中的重要元器件。
第五节 电 磁 感 应
图 2-34
4.有两个形状、大小和匝数完全相同的环形螺线管，其一用铜心， 另一用铁心。 5.图2-36所示为一通电直导体在磁场中的剖面图。
第五节 电 磁 感 应
图 2-35
第五节 电 磁 感 应图 2-36来自第五节 电 磁 感 应
图 2-37
6.图2-37是磁电系电表测量机构的剖面图，图中指针固定在动圈AB 上。
因为 Em = 2Bvl v= πln 则 Em = 2πBl 2n = 2×3.14×0.6×0.22×(900/60 )V = 2.26V
第五节 电 磁 感 应
图 2-25
例2-6 如图2-25所示，在磁感应强度为B的均匀磁场中，有一长度 为l的直导体，通过平行导电轨道与检流计组成闭合回路。
图2-12 研究铁磁材料磁化过程的装置及磁化曲线 a)装置 b)磁化曲线
(1)Oa段 此段曲线变化较缓。 (2)ab段 此段曲线较陡，几乎呈直线上升。
第三节 铁 磁 材 料
(3)bc段 此段曲线变化平缓。 (4)c点以后 此段曲线变得比较平坦。 二、磁滞回线
图2-13 铸铁、铸钢和硅钢片的磁化曲线
技工学校机械类通用教材 电工与电子基础
(第 5 版) (含习题集)
第二章 磁与电磁的基本知识 第三章 正弦交流电路 第四章 电气照明及安全用电
第二章 磁与电磁的基本知识
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
磁场及其基本物理量 磁场对电流的作用 铁磁材料 磁路欧姆定律 电磁感应
第一节 磁场及其基本物理量
第五节 电 磁 感 应
图2-23 磁铁插入和拔出线圈时感应电流的方向 a)磁铁插入线圈 b)磁铁拔出线圈
三、法拉第电磁感应定律
第五节 电 磁 感 应
图2-24 简单交流发电机的工作原理
例2-5 图2-24所示为简单交流发电机的工作原理。
第五节 电 磁 感 应
能够产生感应电动势的线圈abcd叫做转子，接在转子两端并随之一起转 动的金属圆环叫做汇流环，两个汇流环间相互绝缘。紧压在汇流环上的 是由石墨制成的电刷，转子产生的感应电动势由它引出。在图示瞬间， 用右手定则和楞次定律都可判断出感应电流从左端流进电表。 解 因为在起始位置时，线圈中的磁通不发生变化，即导体不切割磁力 线，所以感应电动势为零。当线圈转过90°时，线圈中磁通的变化率最大， 即导体垂直切割磁力线，所以感应电动势最大，可由式(2-15)求得
第三节 铁 磁 材 料
图2-14 典型的磁滞回线
三、铁磁材料的磁性能、分类和用途 1.铁磁材料的磁性能
第三节 铁 磁 材 料
(1)磁化性 铁磁材料在外磁场的作用下能被磁化，并产生远大于外 磁场的附加磁场。 (2)高导磁性 铁磁材料的磁导率μ在一般情况下远比非铁磁材料大， 而且不是常数。 (3)剩磁性 铁磁材料经磁化后，若除去外磁场，在铁磁材料中仍保 留一定的剩磁。 (4)磁滞性 在反复磁化过程中，磁感应强度B的变化总滞后于磁场 强度H的变化，而且有磁滞损耗。 (5)磁饱和性 铁磁材料的磁感应强度有一饱和值Bm。 2.铁磁材料的分类和用途
第五节 电 磁 感 应
10.如图2-40所示，长0.1m的直导体MN在形导电框架上以10m/s的速 度向右作匀速运动，框架平面与磁场垂直，已知B＝0.8T，导体的 等效内阻R＝１Ω，试求：1)MN上感应电流的大小和方向；使MN作 匀速运动，需加多大的外力?其方向如何?
图 2-39
第五节 电 磁 感 应
第三节 铁 磁 材 料
(1)软磁材料 指磁滞回线很窄的铁磁材料，其特点是磁导率很大， 剩磁和矫顽力都很小，容易磁化，也容易去磁，因而磁滞损耗小， 如硅钢片、坡莫合金、铁淦氧等。 1)硅钢片：主要用于电机、变压器、电磁铁中，按含硅量分为低硅 钢片和高硅钢片两种。 2)坡莫合金(主要是铁、镍合金)：不但矫顽力很小，而且磁导率很 高，起始相对磁导率可达几十万。 3)铁淦氧磁体(铁氧体)和磁介质(铁粉心)：主要用在高频电路中，所 引起的磁滞损耗比金属磁性材料低得多，而且具有高电阻性，如铁 氧体的电阻率比金属磁性材料要大几百万甚至几亿倍以上，所以被 广泛用于无线电电子工业和计算机技术方面。
第五节 电 磁 感 应
解 先从导体切割磁力线的角度来分析。矩形线圈只有AB和CD两 条边切割磁力线，根据右手定则可知，AB上感应电动势的方向由B 指向A，CD上感应电动势的方向由C指向D。在闭合电路中，这两 个感应电动势大小相等、方向相反，所以总的感应电动势和感应电 流为零。 四、自感 1.自感现象
图 2-26
第五节 电 磁 感 应
2.自感系数 3.自感电动势
图2-27 自感实验电路
第五节 电 磁 感 应
图2-28 自感电流方向与外电流的关系 a)开关S闭合 b)开关S断开
第五节 电 磁 感 应
五、互感 1.互感现象
图2-29 自感电动势的极性 a)外电流增加 b)外电流减小
第五节 电 磁 感 应
第五节 电 磁 感 应
二、楞次定律
图2-20 右手定则
第五节 电 磁 感 应
图2-21 条形磁铁在线圈中运动而引起感应电流
第五节 电 磁 感 应
图2-22 由于磁场中闭合电路的面积 变化而引起感应电流
1)首先判定原磁通的方向及其变化趋势，是增加还是减少。
第五节 电 磁 感 应
2)根据感应电流产生的磁场要阻碍原磁场变化的原则，确定感应电 流的磁通方向。 3)根据感应电流的磁通方向，利用安培定则，即可判断出感应电动 势和感应电流的方向。 例2-4 试判别图2-23所示两种情况下线圈感应电动势的极性。 解 在图2-23a中，当磁铁插入线圈时，线圈中的磁通将增加，根据 楞次定律，感应电流所产生的磁通与原磁通方向相反；再根据安培 定则，确定感应电流的方向如图2-23a所示，并由此判断出感应电动 势极性是上正下负。
2.互感电动势
图2-30 互感现象
第五节 电 磁 感 应
3.同名端
图2-31 互感线圈的同名端 a)开关S闭合 b)开关S断开
第五节 电 磁 感 应
图 2-32
例2-8 如图2-32所示，A为通电的一次线圈，T为铁心，B为二次线 圈(其中导体EF段置于蹄形磁铁中)。
第五节 电 磁 感 应
当开关S切断的瞬间，试在图中用“+”、“-”号标出B中感应电动 势的极性，并指出导线EF段的运动方向。 解(1)判断线圈B中感 应电动势的极性 由图看出，因为两个线圈的1、3端绕向相同，是 同名端，可用符号“·”在图中标出。当S闭合时，i１由1端流进线圈 A；当S切断时，i１减小，线圈A的自感电动势的极性是2端为正，1 端为负。由同名端的定义可知，线圈B中的感应电动势的极性是4端 为正，3端为负。 (2)判断导体EF段的运动方向 线圈B中感应电动势的方向，决定了 导体中的电流i2是由F流向E；再根据左手定则，即可判断出导体EF 向蹄形磁铁内部运动。
F = BIlsinα = 1×5×10×0.5N = 25N
二、磁场对通电线圈的作用
图2-9 磁场对通电线圈的作用
第二节 磁场对电流的作用
例2-3 在图2-9中，如果矩形线圈ad和bc的边长各为120cm，ab和cd 的边长各为100cm，均匀磁场的B＝1T，线圈中的电流为4A。求线 圈平面与磁力线呈60°时的转矩。 解 线圈平面与磁力线呈60°时的转矩为
第五节 电 磁 感 应
若导体以速度v垂直B匀速向左运动，试分别用楞次定律和法拉第电 磁感应定律确定导体中感应电动势的方向和大小。 解 1)用楞次定律判断导体中感应电动势的方向。因为导体向左运 动时，导电回路中的磁通将增加，根据楞次定律可知，导体中感应 电动势的极性是A端为负、B端为正。这与用右手定则判断的情况相 同。 2)用法拉第电磁感应定律计算导体中感应电动势的大小。 例2-7 如图2-26所示，矩形线圈ABCD在无限大均匀磁场中以速度 v向右运动，试问线圈中的感应电动势为多大?
图2-6 B与S不垂直的情况
例2-1 在B＝1T的均匀磁场中，有一面积为0.01m2的平面，试求平 面与B的夹角分别为0°、30°、60°、90°时通过此平面的磁通。
第一节 磁场及其基本物理量
解 因为Φ＝ＢＳsinα，所以 1)当α＝０°时，Φ＝1×１０-２×０＝０。 2)当α＝３０°时，Φ＝1×１０-２×0.5Wb＝5×１０-３Wb。 3)当α＝６０°时，Φ＝1×10-２×Ｗb＝8.7×１０-３Ｗb。 4)当α＝９０°时，Φ＝1×１０-２×１Ｗb＝0.01Ｗb。 3.磁导率 4.磁场强度
第四节 磁路欧姆定律
图2-15 磁力线被约束在铁磁材料中 图2-16 简单的无分支磁路及其等效磁路
a)无分支磁路 b)等效磁路
第四节 磁路欧姆定律
图2-17 有气隙的磁路和等效磁路
第四节 磁路欧姆定律
图2-18 主磁通与漏磁通
第五节 电 磁 感 应
一、直导体中的感应电动势
图2-19 闭合导体的一部分切割磁力线运动时产生感应电动势和感应电流
第五节 电 磁 感 应
7.图2-38是最简单的直流电动机的剖面图。
图 2-38
8.什么是铁磁材料?它具有哪些磁性能?铁磁材料大致可分成几类?它 们各有什么用途? 9.在图2-39中，一有效长度l＝0.3m的直导线，在B＝1.25T的均匀磁 场中运动，运动的方向与B垂直，且速度v＝40m/s，设导线的电阻r ＝0.1Ω，外电路的电阻R＝19.9Ω，试求：1)导线中感应电动势的方 向；2)闭合电路中电流的大小和方向。
T = BIScosα = 1×4×1.2×1.0×0.5N·m = 2.4N·m
第三节 铁 磁 材 料
一、铁磁材料的磁化
图2-10 环形电流产生的磁场
第三节 铁 磁 材 料
图2-11 铁磁物质的磁化 a)未被磁化时磁畴杂乱无章，磁性趋于互相抵消
b)磁化后磁畴定向排列产生附加磁场
第三节 铁 磁 材 料