磁场的基本物理量
磁场知识点整理
磁场知识点整理在我们的物理世界中，磁场是一个极其重要的概念。
它看不见、摸不着，但却在许多方面发挥着关键作用。
接下来，让我们一起深入探索磁场的奥秘。
一、磁场的基本概念首先，我们要明白什么是磁场。
磁场是一种存在于磁体周围的特殊物质，它能够对放入其中的磁体或电流产生力的作用。
磁体都有两个磁极，分别是北极（N 极）和南极（S 极）。
同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。
这就是磁场最直观的表现之一。
二、磁场的描述为了更准确地描述磁场，科学家们引入了一些物理量。
1、磁感应强度（B）磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量。
它的定义是：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的安培力 F 跟电流 I 和导线长度 L 的乘积 IL 的比值，即 B ＝ F ／（IL)。
磁感应强度是矢量，其方向就是磁场的方向。
小磁针静止时 N 极所指的方向就是该点的磁感应强度的方向。
2、磁感线磁感线是用来形象地描述磁场分布的曲线。
磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向，磁感线的疏密程度表示磁场的强弱。
磁感线的特点包括：磁感线是闭合曲线，在磁体外部由 N 极指向 S 极，在磁体内部由 S 极指向 N 极；磁感线不相交；磁感线的疏密程度反映磁场的强弱。
三、电流的磁场1、奥斯特实验奥斯特实验揭示了电流能够产生磁场。
当导线中有电流通过时，其周围会产生磁场，使小磁针发生偏转。
2、安培定则安培定则（也叫右手螺旋定则）用于判断直线电流、环形电流和通电螺线管产生的磁场方向。
对于直线电流，右手握住导线，让伸直的拇指所指的方向与电流方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。
对于环形电流和通电螺线管，右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向与电流方向一致，拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向，也就是螺线管的 N 极。
四、磁场对电流的作用1、安培力当电流在磁场中时，会受到磁场力的作用，这个力称为安培力。
安培力的大小 F ＝BILsinθ，其中θ是电流方向与磁场方向的夹角。
地磁
第一节 地球的磁场
一 、磁场的基本物理量 磁化率
M H
称为介质的磁化率。 磁化率表示物质磁化的难易程度。 值越大，说明越容易磁化。由于值是表 示岩石磁性强弱的物理量，所以它是磁法 勘探的物性依据。
第一节 地球的磁场
一 、磁场的基本物理量 物质的磁性：反磁性、顺磁性、铁 磁性
反磁性：磁化率很小，可看成无磁性物质。（1~-2）*10-6CGSM。岩盐、石油、方解石 顺磁性：磁化率（0~500 ）*10-6CGSM。黑云母、 辉石、褐铁矿。 铁磁性：几千~几百万个10-6CGSM。只有铁、 镍、钴以及它们的化合物、合金，铬、锰合金。
2M s 当x 0时，Z max h2 若令Z a 0, 则 x0 h
水平圆柱体磁场
水平圆柱体磁场
任意走向水平圆柱体的磁异常剖面
水平圆柱 体不同有 效磁倾角 时的剖面 曲线
板状体磁场
A 薄板状体的磁场 B 厚板状体磁场 C 顺层磁化无限延深厚板
无限延深厚板（顺层磁化）的座标
第六节 磁性体的磁场
正问题的假设 （1）磁性体为简单的几何形状；（2） 磁性体是均匀磁化的；（3）天然剩磁与 感应磁化强度方向相同；（4）磁性体孤 立存在；（5）观测面是水平的。
第六节 磁性体的磁场
一、柱体磁场
单极的磁场
第六节 磁性体的磁场
单极的磁场
b.双极磁场
Z a Z a (-m) Z a ( m)
F 1 40 QmQm 0 3 γ
磁场强度
F 1 Qm H 3 γ Qm 0 40
第一节 地球的磁场
一 、磁场的基本物理量 磁感应强度（毕奥—沙伐尔定律）
0 ldl r B 3 4 L r
第一节磁场基本物理量何铁磁性材料
第一节磁场基本物理量和铁磁性材料一、电磁场的基本物理量为了更好地理解磁场的基本性质，介绍四个常用的基本物理量，即磁感应强度Ｂ、通Φ、磁导率μ、磁场强度Ｈ。
1、磁感应强度Ｂ磁感应强度Ｂ是反映磁场性质的参数.它的大小反映磁场强弱,它的方向就是磁场的方向.若在磁场中某一区域，磁力线疏密一致，且方向相同，则称该区域为匀强磁场或均匀磁场.在均匀磁场内，磁感应强度处处相同。
场内某点磁力线的方向即磁感应强度的方向，磁力线的多少就表示磁感应强度的大小。
一载流导体在磁场中受电磁力的作用，如图3-1所示。
电磁力的大小就与磁感应强度Ｂ、电流I、垂直于磁场的导体有效长度L成正比。
公式为F＝BILsinα（3一1）式中,α为磁场与导体的夹角；Ｂ为磁感应强度，单位是特斯拉（T），工程上也曾用高斯（Gs）。
两个单位的大小关系是:1Gs=10-4 T。
若α＝90°，则F＝BIL （3一2）电磁力的方向可用左手定则来确定。
2、磁通Φ磁感应强度B和垂直于磁场方向的某一面积S的乘积称为该截面的磁通Φ。
若磁场为匀强磁场，Φ的大小为：Φ= BS (3-3)磁通Φ的单位为韦伯(Wb), 工程上过去常用麦克斯韦(Mx), 两个单位的大小关系是:1Mx=10-8Wb。
磁力线垂直穿过某一截面, 磁力线根数越多,就表明磁通越大;磁通越大就表明在一定范围中磁场越强。
由于磁力线是首尾闭合的曲线，所以穿入闭合面的磁力线数，必等于穿出闭合面的磁力线数，这就是磁通的连续性。
3、磁导率μ磁导率μ是用来衡量磁介质磁性性能的物理量。
如图3-2所示一直导体，通电后在导体周围产生磁场,在导体附近一处X点的磁感应强度B与导体中的电流I及X点所处空间几何位置、磁介质μ有关。
公式为:（3-4）由式（3-4）可知磁导率μ越大，在同样的导体电流和几何位置下，磁场越强，磁感应强度B越大，磁介质的导磁性能越好。
不同的介质，磁导率μ也不同，例如真空中的磁导率μ0=4π×10-7H/m,一般磁介质的磁导率μ与真空中磁导率μ0的比值，称为相对磁导率，用表示μr表示，即（3-5）磁导率μ的单位为亨/米（H/m）。
1.2_电磁学基本知识解析
磁位差
公式:
总磁动
Ni H k lk H1l1 H 2l2 H
k 1
3
常用物理量和定律
3、均匀磁路的欧姆定律 磁通量Φ 等于磁通密度乘以面积:
BA
磁场强度等于磁通密度除以磁导率: H B 于是 Hl Ni 可写为：
电磁学基本知识
• 常用的物理量和定律 • 常用的铁磁材料及其特性
法拉第
M.法拉第(1791~1869)伟大的物理学家、化学家、19世纪最伟大的实 验大师。右图为法拉第用过的螺绕环
电磁学基本知识
导言：
• 100多年前，人们从电磁现象出发，总
结出系统的电磁理论。一个最直接的产品
就是电机。电磁理论是研究电场、磁场、
常用物理量和定律
补充B和H的区别: •磁场强度和磁感应强度均为表征磁场性质（即磁场 强弱和方向）的两个物理量。
•由于磁场是电流或者说运动电荷引起的，而磁介质
（除超导体以外不存在磁绝缘的概念，故一切物质均 为磁介质）在磁场中发生的磁化对源磁场也有影响 （场的迭加原理）。 •因此，磁场的强弱可以有两种表示方法。
常用物理量和定律
磁力线
(1)磁感应线的回转方向和电流方向之间的关系遵守右手螺旋法则. (2)磁场中的磁感应线不相交，每点的磁感应强度的方向确定唯一. (3)载流导线周围的磁感应线都是围绕电流的闭合曲线.
常用物理量和定律
2. 磁通量Φ （磁通） 垂直通过磁场中某一面积的磁力线数称为通过该面
积的磁通量(磁通)，符号、单位Wb (韦伯).
常用物理量和定律
主磁路：主磁通所通过的路径。 漏磁路：漏磁通所通过的路径。 励磁线圈：用以激励磁路中磁通的载流线圈。
励磁电流：励磁线圈中的电流。
常用基本电磁定律
垂直穿过某截面积的磁力线总和。单位：Wb
F SΒ dA
对于均匀磁场，若B与S垂直，则 F BA
磁场强度H
计算磁场时引用的物理量(实际也在存在的)。单位：A/m B=μH
μ:导磁材料的磁导率。
注意:B的大小与磁场环境有关,H的大小与磁场内在因素有关.
3
电磁学的基本定律
1.3.2 法拉第电磁感应定律—— 磁生电
14
1.4.2 软磁材料与硬磁材料
1、软磁材料——磁滞回线较窄。 硅钢片、铸铁、铸钢、铁氧体等。 用于制作电器设备的铁心。
2、硬磁材料——磁滞回线较宽。 铷铁硼、铁钴钐。 用于制作永久磁铁。
B H(i)
B H(i)
15
1.4.3 铁心损耗
铁耗
磁滞损耗 ：由磁畴相互摩擦发热造成
Ñ ph fV HdB Ch fBmnV
11
二、磁化曲线和磁滞回线
1、起始磁化曲线
Φ i
物体从无磁性开始，磁
场强度H(i)由零逐渐增
加时，磁通密度B将随 B μ= B/H
பைடு நூலகம்
之增加。用B=f (H)描述
c
的曲线就称为起始磁化
b
曲线。
a
O
磁饱和现象
d B=f (H)
导磁性能的 非线性现象
H∝i
12
2、磁滞回线
Φ
磁滞回线——当H在Hm和－ Hm i 之间反复变化时，呈现磁滞现
第1章 磁路 本章内容
磁路的基本知识 电磁学基本定律 常用磁性材料及其特性
1
第一节 磁路的基本定律
一、磁场的几个常用物理量
1.磁感应强度(磁密) B
•表征磁场强弱及方向的物理量。单位：特斯拉T(Wb/m2)
磁学
Hm 1500 / m 15A / cm A
励磁电流
ξ 1.4 1.3 1.2 1.1 0 1.0 1.线,得ξ=1.25 I 0.99 IM m 0.56A 2 2 1.25 查比磁损耗数据表得 pFe 0 4.93W / kg
I2
N2 H2 l2 I1 N1 H1 l1
H'3
左边回路
H1l1 H2l2 N1I1 N2 I 2
H4
l4 H"3 l3"
可得
磁通势 有
HI NI
F NI
单位:A
U
M
F
磁路定律 (2)
磁路基尔霍夫第二定律内容: 在磁路任一闭合回路中,各段磁位差的代数和等于各磁通势的代数和。
第九章：磁路和铁心线圈电路
在发电厂与电力系统中,广泛的应用着变压器、各种旋转电 机及其它含有铁心线圈的电气设备，它们不仅存在电路问题,同 时还存在磁路问题。只有同时掌握了电路和磁路的基本理论,才 能对各种电工设备作全面分析。 本章主要内容： 磁场的主要物理量和基本性质 铁磁物质的磁化曲线 磁路和磁路定律 恒定磁通磁路的计算 交流铁心线圈中的波形畸变和功率损耗 交流铁心线圈的电路模型
30
数KFe=0.92,衔铁材料为铸钢。要使电 磁铁空气隙中的磁通为3×10 Wb。 求：⑴所需磁通势；⑵若线圈匝数 N=1000匝，求线圈的励磁电流。
-3
8
解：⑴ 将磁路分成铁心、衔铁、气隙三段。 ⑵ 求各段长度和截面积 l1=（30-6.5)+2(30-3.25)=77cm l2=30-6.5+4×2=31.5cm 2l0=0.1×2=0.2cm A1=6.5×5×0.92=30cm2 A2=8×5=40cm2 A3=ab+(a+b)l0 =5×6.5+(5+6.5) ×0.1=33.65cm2
磁场的基本物理量
磁场的基本物理量一、磁感应强度磁感应强度：表示磁场内某点磁场强弱和方向的物理量，磁感应强度是矢量，用 B 表示。
磁感应强度的大小:用该点磁场作用于1m 长,通有 1A 电流且垂直于该磁场的导体上的力 F 来衡量，即 B =F /(l I)。
磁感应强度的方向: 电流产生的磁场，B 的方向用右手螺旋定则确定； IB 磁场的基本物理量主要包括：磁感应强度、磁通、磁场强度、磁导率等。
永久磁铁磁场，在磁铁外部，B 的方向由N 极到二、磁通磁通：磁感应强度 B 与垂直于该磁场方向的面积S 的 乘积，称为通过该面积的磁通，用Φ表示,即 Φ=BS 或 B= Φ ／S♣均匀磁场: 各点磁感应强度大小相等，方向相同的 磁场。
也称匀强磁场。
磁感应强度的单位:国际单位制:特[斯拉](T ) [T ]=Wb/m 2 (韦伯/米2) 电磁制单位:高斯(Gs ) 1T=104 Gs ♣磁感应强度在数值上可以看成为与磁场方向垂直的单位面积所通过的磁通，故又称磁通密度。
磁通的单位：三、磁场强度磁场强度H ：计算磁场时所引用的一个物理量。
国际单位制：韦[伯](Wb ) [Wb ]=伏∙秒 电磁制单位：麦克斯韦(Mx ) 1Wb=108 Mx♣ 借助磁场强度建立了磁场与产生该磁场的电流之间的关系。
即安培环路定律（或称全电流定律）。
♣ 磁场强度方向与产生磁场的电流方向之间符合右手螺旋定则。
I H 单位：国际单位制:安每米（A/m )电磁制单位:奥斯特（O e ） 1 A/m=4π⨯10-8 Oe任意选定一个闭合回线的围绕方向，凡是电流方向与闭合回线围绕方向之间符合右手螺旋定则的电流作为正、反之为负。
其中： 是磁场强度矢量沿任意闭合 线（常取磁通作为闭合回线）的线积分； ⎰l H d 是穿过闭合回线所围面积的电流的代数和。
∑I ♣安培环路定律电流正负的规定：⎰∑=I l H d ♣安培环路定律（全电流定律）I 1HI 2【例1】环形线圈如图，其中媒质是均匀的， 试计算线圈内部各点的磁场强度。
1.2 电磁学基本知识
饱和点 膝点
跗点
分析:
(1)开始磁化阶段oa段。外磁场较 弱，磁通密度增加得不快。
(2)磁通很快增加阶段ab段。随着 外磁场的增强，大量磁畴开始转 向，Ｂ增加很快。
(3)达到饱和阶段bc段。可转向的 磁畴越来越少，Ｂ值增加的越来 越慢。这种现象称为饱和。b点 称为膝点。
(4)饱和后阶段cd段。饱和后磁化 曲线基本成为与非铁磁材料的特 性相平行的直线。
常用铁磁材料及其特性
知识点: 铁磁材料的磁阻随饱和度增加而增大。
应用: 设计电机和变压器时，为使主磁路内得 到较大的磁通量而又不过分增大励磁磁动势， 通常把铁心内工作点的磁通密度选择在膝点附 近。
常用铁磁材料及其特性
2、磁滞回线 剩磁：当H从零增加到Hm时， B相应地从零增加到Bm；然 后再逐渐减小H，B值将沿曲 线ab下降。当H=0 时，B值 并不等于零，而是Br。这就 是剩磁。 磁滞回线：当H在Hm和－ Hm
主磁路：主磁通所通过的路径。 漏磁路：漏磁通所通过的路径。 励磁线圈：用以激励磁路中磁通的载流线圈。 励磁电流：励磁线圈中的电流。
直流:直流磁路 ，例如:直流电机 交流:交流磁路，例如:变压器
常用物理量和定律
三、磁路的基本定律
1、安培环路定律
定律内容: 沿任何一条闭合磁回路L，磁场强度H 的
线积分等于该闭合回线所包围的电流的代数和 。
如何写数学表达式 e N d
dt
正方向的规定：
2)按右手螺旋关系规定正方向
磁通的参考 方向朝上
右手判定 电流方向 A→X
e的正方向 从A指向X
e N d dt
-i +
常用铁磁材料及其特性
铁心的增磁功能
思考：铁心环与塑料环中的磁场强度和磁通密度有何区别？
第一章 磁路基础知识
l1 l2 3l 15 10 2 m 两边磁路长度：
气隙磁位降： B 1.211 2H 2 2 2.5 10 3 A 4818 A 0 4π 10 7
1.211 (2 0.25) 2 B T 1.533T 中间铁心磁位降： 3 4 A 4 10
磁路基础知识
1.2.3涡流与涡流损耗 1、涡流 2、涡流损耗：涡流在铁心中引起的损耗 3、注意:为减小涡流损耗，电机和变压器的铁心都用 含硅量较高的薄硅钢片叠成。 4、铁心损耗：磁滞损耗+涡流损耗
2 pFe f 1.3 BmG
南通大学《电机学》
磁路基础知识
1.3直流磁路的计算
磁路计算正问题——给定磁通量，计算所需的励磁磁动势 磁路计算逆问题——给定励磁磁势，计算磁路内的磁通量 磁路计算正问题的步骤： 1）将磁路按材料性质和不同截面尺寸分段； 2）计算各段磁路的有效截面积Ak和平均长度lk； 3）计算各段磁路的平均磁通密度Ak ，Bk=Φk/Ak； 4）根据Bk求出对应的Hk；
Φ
RmFe
N
F
Rm
i
Φ
串联磁路 南通大学《电机学》 磁路基础知识
模拟电路图
解：铁心内磁通密度为 BFe 0.0009 T 1T
AFe 0.0009
从铸钢磁化曲线查得：与BFe对应的HFe=9×102A/m
H FelFe 9 10 2 0.3A 270 A 铁心段的磁位降：
查磁化曲线：H1 H 2 215 A/m
H1l1 H 2l2 215 15 10 2 A 32.25A
总磁动势和励磁电流为：
Ni 2H H l
3 3
H 1l1
电磁场导论 第三章]
![电磁场导论 第三章]](https://img.taocdn.com/s3/m/531f55c7240c844769eaee8a.png)
恒定磁场
2) 1 2
得到
B dl 2πB 0 I l 0 I B e 2 π
3) 2 3,
2 32 2 2 2 I I I 2 I 2 2 2 3 2 3 2
图3.2.10 同轴电缆
0 I ( 32 2 ) l B dl 2πB 32 22
根据
B A
A
z Az
B
0 I l
2 2 32
4π ( z )
e
0 I l
4πr
sin e
第 三 章
恒定磁场
例 应用磁矢位 A，试求空气中长直载流细导线产生 的磁场。
A Aez 解: 定性分析场分布，
A
0 I
L
0 I L dz 4π L r
第 三 章
恒定磁场
例
真空中有一载流为 I，半径为R的圆环， 解：元电流 Idl 在 P 点产生的 B 为
试求其轴线上 P 点的 磁感应强度 B 。
0 Idl e r ( Idl dB 2
4 πr
dB
图3.1.3 圆形载流回路
er )
2 4π( R 2 x 2 )
0 Idl sin
图3.3.3 铁磁媒质与空 气分界面
与分界面近似垂直，铁磁媒质表面
近似为等磁面。
返 回
上 页
下 页
第 三 章
恒定磁场
磁矢位及其边值问题
1. 磁矢位 A 的引出 由
B 0 A 0 B A
A 磁矢位
Wb/m（韦伯/米）。
返 回
上 页
磁路
-H
0
H
d1
12
-B
铁磁材料的基本特性
基本磁化曲线 • 基本磁化曲线一般只用第一象限。
H H i 1800 3600 i 0 t
随电流的反复变化，外加H方向也变化，小磁畴的方向随H 的方向来回变化，在磁畴之间摩擦生热，消耗功率； 电流越大，损耗越大； 磁滞回线面积越大，Bm幅值也越大，磁滞损耗越大。
19
铁磁材料的铁损耗
• 磁滞损耗计算经验公式
ph Ch fB V
n m
Ch ：为材料的磁滞损耗系数，与材料有关；
（假定铁芯最初未被磁化） 形成一对称原点的 闭合曲线，称为磁 滞回线。
B
Bm
a
Br
Hm
b
c
Hc
f Hm
H
e
d
Bm
9
几个相关的重要概念
剩磁(remanant magnetization):去掉外磁场之后，铁 磁材料内仍然保留的磁通密度。 B 矫顽力:要使B值从最大 值减小到零，必须加上 相应的反向外磁场，此 反向磁场强度称为矫顽 力。
d L d L eL N dt dt
i
32
d L d L eL N dt dt
如果线圈为空心线圈，由于空心线圈组成的磁 路无饱和现象，磁导率为常数，则线圈的自感磁链 与产生它的励磁电流I成正比，有：
BH i
L Li
式中，L为比例常数，称为线圈的自感系数，简 称自感，单位为亨，符号为H，于是自感电动势可 表示为：
磁场及其基本物理量
Ф = BS
磁通量的单位是 Wb（韦伯），
1 Wb = 1 T × 1 m2
2、磁通量
1. 定义
2、磁通量
2. 公式
用字母Ф 表示， 即Ф = BS（B 与S 垂直） Ф = 0 （B 与S 平行）
2、磁通量
3. 单位
Wb（韦伯），1 Wb = 1 T × 1 m2
磁场的主要物理量
1、磁感应强度(磁通密度) 2、磁通量 3、磁导率
4、磁场强度
3、磁导率
当我们用一个插有软铁芯的通电线圈去吸引 铁钉，然后把通电线圈中的软铁芯抽出变成
空心线圈再去吸引铁钉，便会发现两种情况
下吸引力大小不同，前者比后者大得多。
3、磁导率
这表明磁场的强弱不仅与电流的大小和导体 的形状有关，还与磁场中磁介质的导磁性能
有关。
3、磁导率
磁导率μ 就是一个用来表示磁介质导磁 性能的物理量。和不同材料有不同导 电能力一样，不同的磁介质有不同的 磁导率，它的单位为H/m（亨/米）
4、磁场强度
磁场中某点的磁通密度B与媒介质磁导率μ 的比 值，叫做该点的磁场强度，用H来表示
即： H=B/μ
4、磁场强度
磁场强度也是一个矢量，在均匀的媒介质中， 它的方向是和磁感应强度的方向一致的
4、磁场强度
在国际单位制中，它的单位为A/m(安/米)。工 程技术中常用辅助单位A/cm(安/厘米)
课堂练习
3.如图所示，两个半径相同,粗细相同互相垂直的圆形导线圈，可以 绕通过公共的轴线xx′自由转动，分别通以相等的电流，设每个线圈 中电流在圆心处产生磁感应强度为B，当两线圈转动而达到平衡时， 圆心O处的磁感应强度大小是（ ） (A)B (B) B (C)2B (D)0 4.如图所示，套在条形磁铁外的三个线圈，其面积S1＞S2= S3，且 “3”线 圈在磁铁的正中间。设各线圈中的磁通量依次为φ1、φ2、φ3则它们的大 小关系是( ) A、φ1>φ2>φ3 B、φ1>φ2=φ3 C、φ1<φ2<φ3 D、φ1<φ2=φ3 5.铁磁物质的相对磁导率是_______。 （A）μ r＜1 （ B） μ r ＞ 1 （C）μ r＞＞1
磁场及其基本物理量
3．2 电磁感应
图3．6 感应电动势、感应电流方向的判断
3．2 电磁感应
图3．7
2 的线 例3．2 在一个 B 0.01T 的匀强磁场里，放一个面积为 0.001 m 90 圈，其匝数为500匝。在0.1s内，把线圈从平行于磁感线的方向转过 ，变 成与磁感线方向垂直。求感应电动势的平均值。
当导线运动方向与与导线本身垂直，而与磁感线方向成角时，导线 切割磁感线产生的感应电动势的大小为：
E Blv sin
感应电动势的方向可用右手定则判定：伸开右手，让拇指与其余四指垂 直，让磁感线垂直穿过手心，拇指指向导体的运动方向，四指所指的就是感 应电动势的方向。如图3．6（a）所示。
3．2 电磁感应
E 0.2 I A 0.4A R 0.5
利用楞次定律或右手定则，可以确定出线圈中感应电流的方向是沿abcd 方向。
3．2 电磁感应
Φ Φ 0 1 105 0 Wb/s 1 104 Wb/s t t 0.1
根据电磁感应定律： e N Φ 500 1 10 4 V 0.05V
图3．5 电磁感应实验
3．2 电磁感应
将磁铁插入线圈，或从线圈抽出时，导致磁通的大小发生变化，根 据法拉第定律：当与线圈交链的磁场发生变化时，线圈中将产生感应电 动势，感应电动势的大小与线圈交链的磁通变化率成正比。感应电动势 的大小为 Φ [e是感应电动势，单位为伏（V）。] e t 如果线圈有N匝，而且磁通全部穿过N匝线圈，则与线圈相交链的总磁通为 N Φ，
3．2 电磁感应
也就是说，只要与导线或线圈交链的磁通发生变化（包括方向、大小的 变化），就会在导线或线圈中感应电动势，当感应电动势与外电路相接，形 成闭合回路时，回路中就有电流通过。这种现象称为电磁感应。
磁感应强度单位
磁感应强度单位
磁感应强度单位是指描述磁场强弱和方向的物理量，是矢量，常用符号B表示，国际通用单位为特斯拉（符号为T），另外磁感应强度也被称为磁通量密度或磁通密度，与电场强度E对应的描述磁场的基本物理量被称为磁感应强度B。
磁感强度：表示磁场强弱的物理量，磁场强磁感强度大。
KGS/A 是千高斯/安
1 G = 1×10?4 T＝0.1 m
1 T = 10000 G
磁感应强度计算公式是：
B=F/IL=F/qv=E/v =Φ/SF：洛伦兹力或者安培力q：电荷量v：速度E：电场强度Φ（=ΔBS或BΔS，B为磁感应强度，S为面积）：磁通量S：面积定义式F=ILB表达式B=F/IL
通电直导线的决定式是最简单的B=μl/2Trr(μ是真空磁导率常数，I是电流，r是距导线的距离)。
1、磁场中某位置的磁感应强度的大小和方向是客观存在的，与放入的导线的电流有多大，导线有多长无关。
所以不能说B与F或者B月IL的乘积成反比。
2、在同一磁场的某处，保持导线与磁场方向垂直，无论电流I和长度L如何变化，磁场力F与IL的乘积的比值是不变的。
但是在不同的位置，一般不同
3、在垂直于磁场方向放置一根长一米通有电流为1安培的导线，它受到的磁场力是1N，那该处的磁感应强度就是1T。
磁通密度 tesa
磁通密度（或称磁感应强度）是描述磁场强度的一种基本物理量，通常用字母B表示，其单位是特斯拉（Tesla，简称T）。
特斯拉是磁通量密度或磁感应强度的国际单位制导出单位，1特斯拉等于每平方米通过的磁通量为1韦伯。
在电磁学领域，特斯拉这一单位是为了纪念美籍塞尔维亚发明家、物理学家、机械工程师、电气工程师尼古拉·特斯拉而命名的。
磁通密度表示在一个物体中磁感线穿过该物体的数量，它与磁场本身的性质有关，而与磁场中有无载流导体无关。
磁通密度可以用“高斯计”等专门仪器来测量。
在日常生活和工业生产中，不同物体或环境的磁通密度会有所不同，例如一般永磁体磁极附近的磁感应强度大约是0.5T，而地球表面的地磁场的磁感应强度大约为5.0×10－5T。
特斯拉单位与其他物理量单位（如高斯、赫兹等）的物理意义和定义不同，它们之间不能直接转换。
同时，特斯拉是法定计量单位，而高斯是常见的非法定计量单位，两者之间存在换算关系，即1特斯拉等于10000高斯。
总之，磁通密度是一个重要的物理量，用于描述磁场的强度，其单位是特斯拉。
如需更多关于磁通密度和特斯拉的信息，建议查阅物理学相关书籍或咨询物理学专家。
磁场的主要物理量课件
目 录
• 磁场的基本概念 • 磁感应强度 • 磁场线 • 磁通量 • 磁场能量 • 磁场力
01
磁场的基本概念
磁场的定义
总结词
磁场的定义是指磁场中任意一点处，磁感应线对该点的切线方向和大小。
详细描述
磁场是一种物理场，它存在于磁体、电流和变化的电场周围。在磁场中，磁感 应线表示磁场的方向和强度，磁感应线的疏密程度表示磁场强度的大小。
磁通量的计算方法
磁通量可以通过积分计算，计算公式为：∮B·dS = BSsinθ， 其中B为磁场强度，S为穿过平面的面积，θ为B与S之间的夹 角。
对于矩形线圈，磁通量也可以通过以下公式计算：Φ=BS， 其中B为磁场强度，S为线圈面积。
05
磁场能量
磁场能量的定义
磁场能量是指磁场本身所具有的 能量，它与磁场强度和磁感应强 度的大小、方向和分布情况有关
02
磁感应强度
磁感应强度的定义
磁感应强度是描述磁场强弱和 方向的物理量，表示每单位长 度的磁力线数。
它是一个矢量，具有大小和方 向，遵循矢量叠加原理。
磁感应强度的大小与磁力线的 密度成正比，表示磁场对放入 其中的磁体或电流的作用力。
磁感应强度的单位
01
国际单位制中的磁感应强度单位 是特斯拉（T），1 T = 1 Wb/m² = 1 N/(A·m) = 1 J/(A·m²)。
磁力线的疏密程度
通过磁力线的疏密程度可 以判断磁场的强弱，从而 更好地了解电磁感应现象 。
04
磁通量
磁通量的定义
磁通量是指磁场中穿过某一平面的磁 感线的条数，是描述磁场分布的一个 重要物理量。
磁通量的大小与磁场强度、磁感线密 度以及穿过平面的面积有关。
磁场强度的量纲(3篇)
第1篇一、引言磁场是自然界中一种重要的物理现象，它广泛存在于日常生活、科学研究和技术应用中。
磁场强度作为描述磁场性质的基本物理量，在物理学、工程学等领域有着广泛的应用。
本文将详细探讨磁场强度的定义、单位、量纲及其在物理学中的应用。
二、磁场强度的定义磁场强度，又称磁感应强度，用符号B表示，是描述磁场对运动电荷或磁体作用力的物理量。
在磁场中，磁场强度B等于单位正电荷所受到的洛伦兹力F与电荷速度v的比值，即：\[ B = \frac{F}{qv} \]其中，F表示洛伦兹力，q表示电荷量，v表示电荷速度。
三、磁场强度的单位磁场强度的单位有特斯拉（T）和高斯（G）两种。
特斯拉是国际单位制中的单位，1特斯拉等于1牛顿/安培·米（1T=1N/A·m）。
高斯是CGS制中的单位，1高斯等于1高斯=10^{-8}特斯拉（1G=10^{-8}T）。
四、磁场强度的量纲量纲是物理量的性质，表示物理量之间的内在联系。
磁场强度的量纲可以通过其定义公式推导得出。
根据磁场强度的定义公式：\[ B = \frac{F}{qv} \]我们可以分析出以下量纲：1. 力F的量纲为MLT^{-2}（质量×长度×时间^{-2}）；2. 电荷量q的量纲为Q（电荷）；3. 速度v的量纲为LT^{-1}（长度×时间^{-1}）。
将这三个量纲代入磁场强度的定义公式，可以得到磁场强度B的量纲：\[ [B] = \frac{[F]}{[qv]} = \frac{MLT^{-2}}{QT^{-1}} = ML^{-1}T^{-1}Q^{-1} \]因此，磁场强度的量纲为ML^{-1}T^{-1}Q^{-1}。
五、磁场强度在物理学中的应用1. 磁场强度在电磁学中的应用磁场强度是电磁学中的重要物理量，与电场强度、电荷量、电流等物理量密切相关。
在电磁学中，磁场强度主要用于描述磁场对运动电荷或磁体作用力的大小和方向。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
磁路 长度L
F=NI
HL：称为磁压降。
在非均匀磁路（磁路的材料或截面积不同，或磁场
强度不等）中，总磁动势等于各段磁压降之和。
NIHL
总磁动势
I
例：
N
l0
N IHIH0l0
l
二. 磁路的欧姆定律：
对于均匀磁路
NIHL BL L I S
N
令：
l
Rm s
Rm 称为磁阻
S L
则： FNISLRmφ
磁场强度是计算磁场所用的物理量，其大 小为磁感应强度和导磁率之比。
H B
单位：
B ：特斯拉
：亨/米
H：安/米
四、磁导率 ：表征各种材料导磁能力的物理量
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
当材料是铸钢时
B S 0 . 6 2 . 4 8 1 3 5 0 1 . 8 1 1 5 (W0 b)
B0.641.2 81 03
H 500
(H/m)
当材料是电工硅钢片时
B S 1 . 2 2 . 8 5 1 3 5 0 3 . 5 1 4 5(0 Wb)
B1.252.51 03
图 例1的图 解 这是一个没有分支的均匀磁路，已知磁通势NI，要求计算磁通。无分支磁路是 指只有一个回路的磁路，均匀磁路是指磁路中各处材料相同且质地均匀、截面积相等。 这个问题不能直接用磁路的欧姆定律求解。因为对于磁性材料来说，其磁导率µ不是 常数，它是随激励电流的大小不同而变化的，现为未知数，所以磁阻Rm为未知。但 是可以应用磁路的有关定律和公式，按如下顺序求解：
磁路中的 欧姆定律
注：由于磁性材料 是非线性的，磁路欧姆定律多用作定性
分析，不做定量计算。
7.4 直流磁路
直流磁路的励磁线圈中通入的是直流电流，磁路的磁通势和磁通都是恒定的。 下面就通过两道例题，介绍简单直流磁路的计算方法。 例1 一个环形线圈如图所示，其外径D1＝86mm，内径D2＝74mm，线圈匝数 N＝100，励磁电流I＝1.25A。若环形线圈的心子分别采用铸钢、电工钢片和非磁性 材料塑料制成，试分别计算磁路中的磁通和它们的磁导率。
N 1000
(2) 如果磁路由不同材料或者不同截面积的几段组成,则成为不均匀磁路。现磁路中加入 了空气隙是不均匀磁路。这时可根据安培环路定律，进行分段积分，可得计算磁路的基
本公式 NlH 1l1H 2l2
计算步骤：
B 第一，对于不同截面积的磁路，分别计算各段的磁感应强度
。无分支磁路磁通 处处相等。
磁场中任何闭合回路磁场强度的线积分,等 于通过这个闭合路径内电流的代数和。
Hdl I
I2
I3
I1
电流方向和磁场强度的方向
H
符合右手定则的，电流取正；
否则取负。
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
大家好
第二篇 电机与控制
本篇主要介绍了磁路、变压器、异步电动机和控制 电机等。从应用的角度出发，讲解异步电机的工作 原理和基本使用控制方法，重点放在电机的外特性 上。最后借助经典的继电接触器控制概念，介绍了 PLC（可编程序控制器）控制技术。
第7章 磁路
7.1 磁场的基本物理量 一、磁感应强度（磁通密度）
H B ，最后再计算出磁导率µ。
磁路的平均长度
l D 1 D 2 8 6 7 4 0 .2 5 m
2
2
H
NI
l
1001.25500(A/m) 0.25
查阅图7-4可得，当H＝500A/m时，铸钢的磁感应强度B＝0.64T， 电工硅钢片的磁感应强度B＝1.25T。
环形铁心的截面积
s D 1 4D 2 22 8 .3 (m m )22 .8 3 1 0 5(m )2
（2）若在贴心中加入一个0.2cm的空气隙,欲保持磁通不变,通入绕组的直流 励磁电流I=?
图 例2的图
解 本例题是已知磁路中的磁通 ,求励磁电流(磁通势 NI）。
（1）当磁路完全由铸钢制成时，是均匀磁路。
B
0.0021
S 20104
（T）
查图知铸钢材料在B=1T时,
H=1000A/m
IH l10 000 .50.5 (A)
图 a 软磁和硬磁材料的磁滞回线 图b 矩磁材料的磁滞回线
7.3 磁路的概念及磁路的基本定律
7.3.1 磁路的概念
i
u1
s
线圈通入电流后，产
生磁通，分主磁通和漏磁
通。
：主磁通
u2
s ：漏磁通
铁心
（导磁性能好
线圈
的磁性材料）
磁路：主磁通所经过的闭合路径。
典型磁路示意图
7.3.2 磁路的基本定律
一. 安培环路定律（全电流律）：
与磁场方向相垂直的单位面积上通过的磁 通（磁力线）。
B S
B 的单位：特斯拉（Tesla）
1 Tesla = 104 高斯
单位：韦伯
二、磁通
磁感应强度B与垂直与磁场方向的面积S 的乘积，称为通过该面积的磁通。
BSB 单位：特斯拉（T）源自单位：韦伯（Wb）e N d dt
单位：伏秒
三、磁场强度 H
如果上述环形线圈的铁心由磁性材料做成，且在铁心上开一个很小的空气隙， 如图所示（图中励磁线圈略去未画)，这时铁心中的磁通如何改变?
图 包含气隙的环形铁心
例题2 一线圈,匝数 N1000,绕在铸钢制成的铁心上,铁心截面积S=20 cm 2 铁心平均长度 l 50cm,该磁路如图所示。
(1)欲在铁心中产生磁通 0.002Wb,应在绕组中通入多大的直流励磁电流?
r 1，则称为非磁性材料
7.2 磁性材料
7.2.1 磁性材料的主要特性
B ( ) 大 小
H (I) 1. 非线性
B
H 2. 磁饱和性
B H
3. 磁滞性
7.2.2 磁性材料的分类 根据磁性能，磁性材料又可分为三种：软磁材料
（磁滞回线窄长。常用做磁头、磁心等）；永磁材料 （磁滞回线宽。常用做永久磁铁）；矩磁材料（滞回 线接近矩形。可用做记忆元件）。
H 500
(H/m)
塑料是非磁性树料，它的其磁导率是已知的，041 07H/m，所以其磁感应强度
B 0 H 4 1 7 0 5 0 6 .2 0 1 8 40 （T）
B S 6 . 2 1 8 4 2 0 . 8 1 3 5 1 0 . 7 1 8 8(0 Wb)