磁场与电磁感应

两个磁极互不接触,却存在相互作用力,这是因为在 磁体周围的空间中存在着一种特殊的物质———磁场。
用一些互不交叉的闭合曲线来描述磁场,这样的曲线称 为磁感线。
磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向。磁感 线在磁体外部由N 极指向S极,在磁体内部由S极指向N 极。
磁感线的疏密程度表现了各处磁场的强弱。
这种磁场产生电流的现象称为电磁感应现象,产生的电 流称为感应电流,产生感应电流的电动势称为感应电动势。
感应电流的产生与磁通的变化有关。当穿过闭合电路的 磁通发生变化时,闭合电路中就有感应电流。
二、楞次定律 楞次定律指出了磁通的变化与感应电动势在方向
上的关系,即：感应电流产生的磁通总要阻碍引起感 应电流的磁通的变化。
磁电式仪表的结构 磁场对通电线圈的作用
磁悬浮列车
磁悬浮原理
磁推进原理 磁悬浮列车
§4—3 电磁感应
1.理解感应电动势的概念,能用右手定则正确判 断感应电动势的方向。
2.掌握楞次定律及其应用,理解法拉第电磁感应 定律。
一、电磁感应现象
条形磁铁快速插入线圈 条形磁铁快速拔出线圈 电磁感应现象 电磁感应现象
3.磁导率
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(亨/米)。
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:
§4—2 磁场对电流的作用
1.理解磁场对电流的作用力(电磁力)，能用左手 定则正确判断电磁力的方向。
2.了解磁场对通电线圈的作用及其应用。
电磁力的计算式为
电流方向与磁场
方向有一夹角α 当电流方向与磁场方向垂直时,电流所受的电磁力最大。
二、通电平行直导线间的作用
通入同方向电流的 平行导线相互吸引
通入反方向电流的 平行导线相互排斥
通电直导体 间的电磁力
三、磁场对通电线圈的作用 磁场对通电矩形线圈的作用是电动机旋转的基本原理。
直流电动机的原理
三、磁场的主要物理量 1.磁感应强度 磁场的强弱用磁感应强度来描述,符号为B,单位
是特斯拉(T),简称特。 某点处磁感应强度的方向,就是该点的磁场方向。 磁场越强,磁感应强度越大；磁场越弱,则磁感应
强度越小。
2.磁通
设在磁感应强度为B 的匀强磁场中,有一个与磁场方 向垂直的平面,面积为S,则把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 表示磁通,则有
体中的感应电动势为
当导体、导体运动方向和磁感线 方向三者互相垂直时,导体中的感应 电动势为
导体运动方向与磁感
线方向有一个夹角α
发电机就是应用导线切割磁感线产生感应电动势的原理 发电的。
发电机原理示意图
发电机的原理
霍尔元件
霍尔效应
利用霍尔元件制成的位置传感器 霍尔元件的应用
冲床磁感应电子计数器示意图
用eL表示,自感电流用iL表示。
自感电动势的方向可结合楞次定律和右手螺旋定 则来确定。
2.自感系数 当线圈中通入电流后,这一电流使每匝线圈所产生的磁 通称为自感磁通。 为了衡量不同线圈产生自感磁通的能力,引入自感系数
(又称电感)这一物理量,用L 表示,它在数值上等于一个线
圈中通过单位电流所产生的自感磁通。即
§4—4 自感和互感
1.了解自感现象、互感现象及其应用。 2.理解自感系数和互感系数的概念。 3.理解同名端的概念,能正确判断和测定互感线 圈的同名端。
一、自感 1.自感现象
自感实验电路一
Hale Waihona Puke Baidu
自感
这种由于流过线圈自身的电流发生变化而引起的 电磁感应现象称为自感现象,简称自感。
在自感现象中产生的感应电动势称为自感电动势,
§4—1 磁场 §4—2 磁场对电流的作用 §4—3 电磁感应 §4—4 自感和互感 §4—5 铁磁材料与磁路
§4—1 磁 场
1.能应用右手螺旋定则正确判断通电长直导线和 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。
一、磁场与磁感线
当两个磁极靠近时,它们之间会发生相互作用:同名 磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
一、磁场对通电直导体的作用 通常把通电导体在磁场中受到的力称为电磁力,
也称安培力。
通电直导体在磁场中受到的电磁力
通电导线长度一定时,电流越大,电流所受电磁力 越大；电流一定时,通电导线越长,电磁力也越大。
载流直导体在磁场中受到电磁力的作用
通电直导体在磁场内的受力方向可用左手定则来 判断。
左手定则
蹄形磁铁的磁感线
条形磁铁的磁感线
磁感线的概念
磁感线的实验
在磁场的某一区域里,如果磁感线是一些方向相同分 布均匀的平行直线,则称这一区域为匀强磁场。
匀强磁场
二、电流的磁场
电流周围存在着磁场。电流产生磁场的这种现 象称为电流的磁效应。
通电导线使磁针偏转
电流的磁效应
通电长直导线及通电螺线管周围的磁场方向可用右手 螺旋定则(也称安培定则)来确定。
有铁心的线圈,其电感要比空心线圈的电感大得多。
3.自感电动势的大小 自感现象是一种特殊的电磁感应现象,它必然也遵从法 拉第电磁感应定律。自感电动势大小的计算式为
自感电动势的大小与电流的变化率和自感系数之积成 正比,电流变化率越大,自感电动势越大,反之亦然。所以，
平面与B垂直
平面与B不垂直 磁通
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。
由Φ=BS 可得B=Φ/S ,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。
当面积一定时,该面积上的磁通越大,磁感应强度越 大,磁场越强。
四、直导线切割磁感线产生感应电动势
导体切割磁感线产生感应电动势 直导体切割磁感线
感应电动势的方向可用右手定则判断。如图所示,平伸右手, 大拇指与其余四指垂直,让磁感线穿入掌心,大拇指指向导体运 动方向,则其余四指所指的方向就是感应电动势的方向。
右手定则
如果导体运动方向与磁感线方向有一夹角α ，则导
如果把线圈看成是一个电源,则 感应电流流出端(如图中线圈的下端) 为电源的正极。
三、法拉第电磁感应定律 法拉第电磁感应定律：线圈中感应电动势的大小与
线圈中磁通的变化率成正比。
N 匝线圈的感应电动势的大小为
感应电动势的方向需要根据楞次定律进行判定,在电路 计算中,应根据实际方向与参考方向的关系确定其正负。