磁场中几个物理量及电磁力

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磁场中的磁场强度与磁通量

磁场中的磁场强度与磁通量

磁场中的磁场强度与磁通量磁场,是我们生活中不可或缺的一部分。

它是由物体中的电荷或电流产生的,具有方向和大小。

而在磁场中,我们熟悉的两个重要物理量就是磁场强度和磁通量。

磁场强度,又称磁感应强度,它表示的是单位面积上通过垂直于磁场方向的磁通量的数量。

在国际单位制中,磁场强度的单位为特斯拉(T),它与磁通量和面积之间的关系可以通过以下公式来表示:磁通量 = 磁场强度 ×面积这个公式告诉我们,在给定磁场强度的情况下,磁通量与面积成正比。

换句话说,磁通量的大小取决于磁场强度以及通过该表面的面积。

那么,磁通量又是什么呢?磁通量是一种表示磁场的物理量,它表示的是通过一个给定表面的磁场情况。

在国际单位制中,磁通量的单位是韦伯(Wb)。

磁通量的大小取决于磁场强度、面积和角度的关系,通过以下公式表示:磁通量 = 磁场强度 ×面积× cosθ其中,θ表示磁场向量和表面法线的夹角。

这个公式告诉我们,磁通量的大小不仅取决于磁场强度和面积,还与夹角有关。

当夹角为0度时,磁通量最大,当夹角为90度时,磁通量为0。

通过上述公式,我们可以看出磁场强度和磁通量的关系是密不可分的。

磁场强度决定了磁通量的大小,而磁通量又反映了磁场的强度。

在磁场中,磁场强度和磁通量是相互影响、相互制约的。

理解磁场强度和磁通量的概念,对于我们认识和应用磁场具有重要意义。

在电磁学中,磁场强度和磁通量是研究电磁现象的基础,有着广泛的应用。

例如,在电动机中,我们需要根据所需输出功率大小来选择合适的磁场强度和磁通量。

磁场强度的增加可以提高磁力大小,进而增大电动机的输出功率。

而在电磁感应、电磁波等领域,磁通量的变化也会对电磁现象产生显著影响。

除了工程应用外,磁场强度和磁通量还在科学研究中发挥着重要作用。

例如,在地球磁场研究中,磁场强度和磁通量的测量可以帮助我们了解地球的磁场分布和演化过程,对于研究地球内部结构和地球环境的演变具有重要意义。

磁场的基本物理量

磁场的基本物理量

0 , r 1
当磁场媒质是非磁性材料时,有:
B 0 H
即 B与 H成正比,呈线性关系。 由于 B
B()
Φ
S
,
可见: 磁通与产生此磁通的电流 I 成正比,呈线性 关系。
NI H l
O
H ( I)
2、磁性物质 磁性物质内部形成许多小区域,其分子间存在 的一种特殊的作用力使每一区域内的分子磁场排列 整齐,显示磁性,称这些小区域为磁畴。 在没有外磁场作用的普通磁性物质中,各个磁畴 排列杂乱无章,磁场互相抵消,整体对外不显磁性。
磁通的单位: 国际单位制:韦[伯](Wb) 电磁制单位:麦克斯韦(Mx)
[Wb]=伏秒 1Wb=108 Mx
三、磁场强度
磁场强度H : 计算磁场时所引用的一个物理量。 单位:国际单位制:安每米(A/m) 电磁制单位:奥斯特(Oe) 1 A/m=410-8 Oe 磁场强度方向与产生磁场的电流方向之 I 间符合右手螺旋定则。 H 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)。
磁场的基本物理量
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。
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。 I 磁感应强度的方向: B 电流产生的磁场,B 的方向用右手螺旋定则确定; 永久磁铁磁场,在磁铁外部,B 的方向由N极到S极。 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)。

安培环路定律(全电流定律) H dl I
I1 H I2
其中: H d l 是磁场强度矢量沿任意闭合

1.2 电磁学基本知识

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?

电磁原理

电磁原理

原电流 i 增大 方向:向上
i i i 原电流 减小—— L与 方向相同
原电流 减小 方向:向上
i原 +
eL
iL
-
i原 - iL eL
(4)自感电动势的应用 ⑴ 有利应用——日光灯工作原理 ⑵ 有害的预防措施 —— 灭弧装置
2、互感 (1)互感现象:由一个线圈中的电流发生变化而引起另 一
个线圈中产生感应电动势的现象。
13、磁阻的大小与磁路中的( C )。
A、磁力线的平均长度成反比
B、磁导率成正比
C、磁导率成反比
D、横截面积成正比
14、线圈中感生电流的磁场方向与原磁场方向的关系是 ( C )。 A、相同 B、相反 C、阻碍变化 D、无关
89、对电感意义的叙述,( A )的说法不正确。 A、线圈中的自感电动势为零时,线圈的电感为零 B、电感是线圈的固有参数 C、电感的大小决定于线圈的几何尺寸和介质的磁导率 D、电感反映了线圈产生自感电动势的能力
特点:
是互不交叉的闭合曲线; 其密疏表示磁场的强弱。 曲线 上任意一点的切线方向就是该点的磁场方向。
方向:磁体内部由S极
N极
磁体外部由N极 S极
(3)磁化现象:在外磁场的作用下,使原来不显磁性的物质 获得磁性的现象。
(4)磁性材料:由铁、镍、钴及其合金组成的材料
(1)软磁材料:易磁化,易去磁。其矫玩力 H c 103 安/米。
穿过线圈的磁通量发生变化。
(2)线圈中感应电动势的方向——楞次定律
定律内容——感应电流产生的磁通总是企图阻碍 原磁 通的变化。(增反减同)
步骤:⑴ 确定原磁场的方向及其变化趋势。(增或减)
⑵ 根据“增反减同”原则确定感应电流磁通方向。

描述磁场强弱的物理量

描述磁场强弱的物理量

描述磁场强弱的物理量磁场是一种自然界中普遍存在的能量场,多见于物理、化学、生物等各学科领域。

几乎所有物质都可能形成磁场,而磁场的强弱关系到物质各种性质的变化。

因此,描述磁场强弱的物理量是一个重要问题,本文将就此展开详细的讨论。

正文:一、什么是磁场强弱的物理量磁场强弱的物理量是指能够描述磁场强弱的定量指标,它可以直接表征磁场强弱,从而便于认识磁场强弱的变化特征,以及深入理解磁场强弱与物质性质间的相互影响。

常见的磁场强弱的物理量主要有磁通量、磁感应强度、磁感应能量及磁介质参数等。

二、磁通量磁通量是指一定磁场空间中电流通过的特定磁感应环路(又称磁感应环)中的磁力线的数量。

它的定量描述是电流的强度乘以通过环的特定磁感应面积的积分,即:Φ=B.dA其中Φ为磁通量,B为特定位置的磁感应强度,dA为小面积元,单位为单位面积上磁力线的数量通常它们用于表示磁场强度。

三、磁感应强度磁感应强度是指一个磁源在一个特定的位置上所产生的磁力线的强度,它以牛顿/钱孟山/千伏/米的形式表示。

牛顿/钱孟山/千伏/米 (N/Q m/kV/m)是关于物理量的物理单位,它表示了电流通过每厘米长度中断电路所产生的力,即磁感应强度。

四、磁感应能量磁感应能量是指磁场变化时所释放的能量,也可以用于表示磁场强弱。

它可以用能量密度来表示,即能量拥有者在磁场中所占据的表面积,一般记为:U=1/2 * B * dA其中U为磁感应能量,B为磁感应强度,dA为特定表面积。

五、磁介质参数磁介质参数是指电磁感应技术中所需要的一些参数,如磁导率、磁阻率、磁损耗等。

这些参数可以用来衡量磁介质中电磁波的传播能力,进而推断出磁场强弱的程度。

结论:本文首先介绍了描述磁场强弱的物理量,并通过介绍磁通量、磁感应强度、磁感应能量及磁介质参数等讨论了它们的作用。

从而可以说明,描述磁场强弱的物理量对于理解磁场强弱的变化特征,以及深入理解磁场强弱与物质性质的相互影响,有着重要的意义。

电与磁

电与磁
3.应用于直流电机的励磁线圈、电磁吸盘及各种 直流电器的线圈
交流铁心线圈电路
一、电压平衡方程式 大部分经铁心闭合 产生e 线圈中 磁通 少部分经空气闭合 产生 e i u e φ N 主磁通 漏磁通
e

线圈电阻上压降为 iR
根据KVL得:

m sint d e N dt N mcont 2 f N m sin(t 90)
变压器等设备的线圈中都含有的铁心。就是利用其磁导率 大的特性,使得在较小的电流情况下得到尽可能大的磁感 应强度和磁通(磁性物质内的磁感应强度大大增加——物 质被强烈的磁化了)。
非磁性材料没有磁畴的结构,所以不具有磁化特性。
高磁导率的成因
(a)无外场,磁畴排列 杂乱无章。
(b)在外场作用下,磁畴 排列逐渐进入有序化。
1)磁感应强度 B
磁感应强度 B 是表示磁场内某点的磁场强弱 和方向。实验发现,力的大小不仅与电流元 I· l的 大小有关,还与其方向有关。 B的大小:
B F lI
国际单位制:的单位为特斯拉(T) 工程(电磁)单位 : 高斯(Gs) 1T=104 Gs
当 l 的方向与 B 的方向垂直时电流元受力为最 大 F = F max 。
磁性物质的磁化示意图
2)磁饱和性
• 磁性物质因磁化产生的磁场是不会无限制增加的, 当外磁场(或激励磁场的电流)增大到一定程度时, 全部磁畴都会转向与外场方向一致。这时的磁感应 强度将达到饱和值。
B0 是真空情况下的磁 感应强度; B B BJ B0 H O B,μ B μ H
BJ 是磁化产生的磁感 应强度;
1
2 3 O 4 6
H 5
磁性物质的分类
根据滞回曲线和磁化曲线的不同,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)

电磁场导论 第三章]

电磁场导论 第三章]

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

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。
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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)。
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电机理论中常用的基本电磁定律

电机理论中常用的基本电磁定律

电机理论中常用的基本电磁定律电机一般是以磁场为耦合场,利用电磁感应和电磁力的作用实现能量转换的。

但是电机结构、形状比较复杂,并且磁场中铁磁材料和气隙并存,求解比较困难。

因此,在实际工程中,将电机各部分磁场等效为各段磁路,并认为各段磁路中磁通均匀分布、磁场强度保持恒定。

这种简化的磁场的准确度可以满足工程的要求。

一、磁场的几个常用物理量1.磁感应强度B磁感应强度B表征磁场强弱及方向的物理量,单位是特斯拉T。

磁感应强度反映了磁场在某点的强度,即单位面积内磁场线的密集程度,所以磁感应强度也称为磁密。

电机中作为耦合场的磁场,多是由电流产生,磁感应强度与产生它的电流方向可以用右手螺旋定则来确定,如图1所示。

图1 右手螺旋定则2.磁通Ф磁通Ф是指穿过某一截面S的磁感应强度B的通量,即Φ=B∙S。

通常用穿过某截面S的磁感线的数目来表示磁通Ф的大小。

磁通Ф是针对某一截面而言的。

因此磁通Ф是磁密在某一截面上的积分。

说磁通时一定要说穿过哪个截面的磁通。

3.磁链Ψ磁链Ψ是针对某一线圈的,因此说磁链时一定要说匝链某个线圈的磁链。

磁链Ψ是穿过各匝线圈的磁通量之和,因此磁链等于穿过线圈各匝磁通的积分。

当穿过某一线圈各匝磁通量相等时,匝链该线圈的磁链就是磁通乘以匝数,Ψ=NΦ。

当穿过某一线圈各匝的磁通量不相等时(如穿过线圈第一匝的磁通量和第二匝的磁通量可能不同),那么此时磁链等于穿过线圈各匝磁通的和,从首匝积分到末匝。

4.磁导率μ磁导率μ是反映物质导磁性能的物理量。

磁导率μ越大的介质,其导磁性能越好。

5.磁场强度H磁场强度H是为建立电流与由其产生的磁场之间的数量关系而引入的物理量。

,磁场强度与电流成正比,其方向与磁感应强度B 磁场强度=励磁线圈匝数×励磁电流有效磁路长度。

相同,其大小与B的关系为B=μH或H=Bμ二、磁路的基本定律1.安培环路定律等于该闭合回路所包围沿着任何一条闭合回路L,磁场强度H的线积分∮H∙dlL的总电流值∑i(代数和),这就是安培环路定律。

磁路

磁路
基本磁化曲线(B-H curve or hysteresis loop) • 改变H 的幅值大小,可得到多个磁滞回线。这 些线均对称原点,但(Hm,Bm)值不同; B • 将不同的( Hm,Bm )点连 接,即得到基本磁化曲线。 a1
-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:

磁场中的磁感应强度与磁力

磁场中的磁感应强度与磁力

磁场中的磁感应强度与磁力磁场是指能够对物质中的磁性物质产生作用力的场,它是由电流所形成的。

在磁场中,磁感应强度和磁力是两个非常重要的概念。

本文将介绍磁感应强度和磁力之间的关系以及它们在物理学中的应用。

一、磁感应强度磁感应强度,又称为磁场强度,是磁场中的一种物理量,通常用符号B表示,其单位是特斯拉(T)。

磁感应强度的大小表示了磁场的强弱程度。

磁感应强度与磁力有密切的关系。

根据安培定律,磁感应强度与电流的关系为B=kμ₀I/2πr,其中k是一个与几何形状有关的常数,r是距离电流所在位置的距离,μ₀是真空中的磁导率,而I则是电流的大小。

磁感应强度的方向可通过安培右手法则来确定。

将右手握住电流方向,用拇指指向电流的方向,四指所指的方向就是磁感应强度的方向。

二、磁力磁力是磁场对物质中的磁性物质产生的作用力,通常用符号F表示,其单位是牛顿(N)。

磁力的大小和磁感应强度、电流以及物体的性质有关。

根据洛伦兹力定律,磁力的大小与磁感应强度、电流以及物体的速度有关。

磁力的方向垂直于磁感应强度和物体速度所在的平面,遵循右手法则。

如果物体是带电粒子,磁力的大小可以通过公式F=qvB*sinθ来计算,其中q是电荷的量,v是物体的速度,B是磁感应强度,θ是速度方向与磁感应强度方向之间的夹角。

三、磁感应强度与磁力的关系磁感应强度和磁力之间存在着密切的关系。

根据洛伦兹力定律可以得知,当电荷带有速度并处于磁场中时,会受到磁力的作用。

而磁力的大小与磁感应强度直接相关。

磁感应强度越大,磁力的大小也就越大。

当磁感应强度为零时,磁力也将变为零。

因此,可以说磁感应强度是磁力的决定因素之一。

四、磁场中的应用磁场和磁力在许多领域都有着广泛的应用。

1. 电磁感应:磁场和磁力是电磁感应现象的基础。

当磁场的磁感应强度发生变化时,将在导体中产生感应电动势,从而产生电流。

这种原理被广泛应用于发电机和变压器等电气设备中。

2. 磁共振成像:磁共振成像是一种常见的医学成像技术,它利用磁场和磁力对人体组织的特定反应进行成像。

磁场及其基本物理量

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

描述磁场强弱和方向的物理量

描述磁场强弱和方向的物理量

描述磁场强弱和方向的物理量磁场是由磁场线(磁线)构成的物理量,它能反映磁力的强弱和方向。

磁场是一种物理量,它可以用来描述物体间的磁力之间的强弱和方向。

磁场可以从电磁力学中抽象出来,其中包括磁力、磁矩、磁力线密度和磁场强度等物理量。

这些物理量能够有效地描述物体之间的磁力情况,并促使科学家广泛探索和研究磁场的性质。

磁力是一种磁性的测度,它可以反映出磁场的强弱。

一般来说,磁力用特定的磁量来表示,通常定义为特定单位磁量在特定单位分离距离的两点的磁力差的倍数。

磁力是衡量磁场强度的重要物理量。

通常情况下,磁力可以从电流得到,例如当前行经它们之间的电线时,就可以产生磁力。

磁矩是一个比较常见的物理量,它可以反映出磁场的方向。

它是一种物理量,可以用来测量物体在磁场中的旋转循环。

磁矩单位一般以特定单位电子伏特(Nm)来表示,它可以表示在磁场中物体当前运动朝向的方向。

尽管每种物体的磁矩可能有所不同,但它们在磁场中的方向是一致的。

磁力线密度也是描述磁场的一个重要物理量,它可以反映磁场的强度。

它是一种抽象的物理量,表示电磁场内每方位的电磁力的大小。

磁力线密度的定义常常与特定物质的磁环结构有关,它们中间的距离及数量都直接影响了电磁场的强度,该物理量也可以反映出磁场强度的变化。

最后,磁场强度是最常用的物理量,它可以衡量磁力的强弱和方向。

它主要用于计算物体在磁场中运动的速度,以判断它们的磁场的强度,此外,可以根据磁场强度计算物体之间的磁力差。

而且,磁场强度可以用不同的实验方法来测量,从而可以更加准确地反映物体间的磁力情况。

总而言之,磁场强度、磁力、磁矩、磁力线密度等物理量都可以用来描述磁场的强弱和方向,它们在磁力学研究中都占据十分重要的地位。

这些量的研究也为人们更好地理解磁场的性质提供了重要的理论支持。

在实际应用中,磁场的强弱和方向控制的过程也可以借助这些物理量实现,从而有效地控制物体间的磁力关系。

磁场中的主要物理量.

磁场中的主要物理量.

e=Blv
d e dt
e Blv
• 楞次定律:当闭合线圈环绕的磁链发生变 化时,线圈中感应电流所产生的磁场总是 企图抵消原磁场的变化。 • 闭合线圈中产生感应电流的原因是感应电 动势,因此感应电动势的方向与感应电流 方向相同。当线圈不闭合时,感应电流为 零,但感应电动势依然存在。
电磁力
欧姆定律
欧姆定律:作用于磁路上的磁动势等于磁阻乘以 磁通。
• 磁路的基尔霍夫第一定律 – 流入磁路节点的磁通的代数和应等于零
c y1 y 2 0
磁压(磁位差):H沿路径的线积分称该路径 上的磁压。 Um=∫Hdl 磁势:磁场回路所匝链的电流 F=∑I * 磁势、磁压的单位均为:A • 磁路的基尔霍夫第二定律 • 沿着任一闭合回路,其总磁压等于总磁势
第二节 铁磁材料及其磁化特性
• 不同的磁性材 料有不同的磁 导率 • 同一材料当其 磁通密度不同 时,亦有不同 的磁导率
饱和区
线性区,磁导 率大且不变
沿空间任意条闭合回路,磁场强度H的线积分等 于该闭合回路所包围的电流的代数和。
H dl
l
i
H
i1
i2
i3
l
H:磁场强度,安/米(A/m)
dl
注:若i与l符合右手螺旋关系,取正号,否则取 负号 。其中大拇指所指为i的方向,四指为l方向。
当气隙长度δ远远小于两 侧的铁心截面的边长时, 铁 心和气隙中为均匀磁场,则
绪论
一、 磁场中的主要物理量 1. 磁感应强度和磁通 • 磁感应强度 (magnetic induction)是 磁场的基本物理量,它是根据洛仑兹力 来定义的,是一个矢量,用符号 B 来表 示。其方向与磁场的方向一致,可以用 能够自由转动的小磁针来测定。

电磁学

电磁学

电磁学1 磁感应强度 (flux density ):表示磁场内某点的磁场强弱和方向的物理量,单位是特斯拉(T ),用符号B 表示。

其大小可用通电导体在磁场中受力的大小来衡量,即lIF B =(该导体与磁场方向垂直),其方向与产生磁场的电流的方向遵循右螺旋关系。

磁感应强度也叫磁通密度。

2 磁场强度 (magnetizing force ):磁场强度H 与磁感应强度B 的关系是μ=B H (µ为磁导率),是一种引用的物理量,用来表示磁场与电流之间的关系。

3 磁通 (flux ):磁感应强度与垂直于磁场方向的面积的乘积叫做磁通,单位是韦伯(Wb )。

4 磁导率 (permeability ):又称导磁系数,是衡量物质的导磁性能的一个物理量,可通过测取同一点的B 、H 值确定。

物质按导磁性能的不同分为磁性物质(或称铁磁物质,如铁、钴、镍及其合金)和非磁性物质(如铜、铝、橡胶等绝缘材料及空气)。

非磁性物质的磁导率近似等于真空的磁导率0μ,而铁磁性物质的磁导率μ远大于真空的磁导率,即μ>>0μ。

5 磁滞 (hysteresis ):铁磁体在反复磁化的过程中,其磁感应强度的变化总是滞后于它的磁场强度,这种现象叫磁滞。

6 磁滞回线 (hysteresis loop ):在磁场中,铁磁体的磁感应强度与磁场强度的关系可用曲线来表示,当磁化磁场作周期性变化时,铁磁体中的磁感应强度与磁场强度的关系是一条闭合线,这条闭合线叫做磁滞回线。

7 基本磁化曲线 (fundamental magnetization curve ):铁磁体磁滞回线的形状与磁感应强度(或磁场强度)的最大值有关,在绘制磁滞回线时,如果对磁感应强度(或磁场强度)最大值取不同的数值,就得到一系列的磁滞回线,连接这些回线顶点的曲线叫基本磁化曲线。

8 磁饱和(magnetic saturation ):在磁化曲线中,当磁场强度增加到一定值以后,磁场强度继续增加,而磁感应强度却增加得很少的现象。

磁场的量及其变化

磁场的量及其变化

磁场的量及其变化1. 磁场的基本概念1.1 磁场的定义磁场是一个矢量场,描述了磁力在空间中的分布。

在磁场中,磁性物质或者带电粒子会受到磁力的作用。

磁场的方向通常由磁场线来表示,磁场线从磁体的北极指向南极。

1.2 磁感应强度磁感应强度(B)是描述磁场强度的物理量,定义为单位面积上垂直于磁场线的磁通量。

其单位为特斯拉(Tesla),符号为B。

1.3 磁场强度磁场强度(H)是描述磁场对磁性物质产生的磁力效应的物理量。

磁场强度与磁感应强度之间的关系由磁化强度(M)和磁化率(μ)决定。

磁场强度与磁感应强度在数值上相等,但物理意义不同。

1.4 磁通量磁通量(Φ)是磁场穿过某一面积的总量。

磁通量的单位为韦伯(Weber),符号为Φ。

磁通量可以正负,正负表示磁场的方向。

2. 磁场的量度2.1 磁场线磁场线是用来表示磁场分布的线条。

磁场线的特点是无交点,从磁体的北极指向南极,磁场线的密度表示磁场的强度。

2.2 磁通量密度磁通量密度(D)是单位面积上的磁通量。

磁通量密度与磁感应强度之间的关系由磁化强度(M)和磁化率(μ)决定。

磁通量密度是描述磁场对磁性材料作用的重要物理量。

2.3 磁偶极子磁偶极子是由两个等量但相反的磁荷组成的系统。

磁偶极子的磁场分布可以用磁场线来表示,其磁场在空间中的分布具有对称性。

3. 磁场的变化3.1 磁场的时间变化磁场的时间变化可以通过磁通量随时间的变化来描述。

磁通量的变化由法拉第电磁感应定律给出,即磁通量的变化率等于电动势。

3.2 磁场空间变化磁场空间变化可以通过磁感应强度随空间位置的变化来描述。

磁感应强度的变化由安培环路定律给出,即磁场线闭合环路的积分等于该环路上的电流。

3.3 磁场的非均匀变化磁场的非均匀变化是指磁场在空间中某一点随时间的变化。

这种变化可以通过磁化强度(M)和磁化率(μ)的变化来描述。

4. 磁场的研究方法4.1 实验方法实验方法是研究磁场的基本方法。

通过实验测量磁感应强度、磁通量等物理量,可以研究磁场的性质和变化。

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(3)点定B定:B只与产生磁场的源位置有关。就是说磁场中某一点定了,则该处磁感应强度的大小与方向都是定值。
方向:磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向;也就是该点磁感线的切线方向。
3.匀强磁场:磁场中各点磁感应强度的大小和方向都相同的磁场称为匀强磁场。如蹄形磁体两极间所形成的磁场。
(二)磁通量Φ
安培力F是矢量,既有大小,又有方向。
其方向用左手定则来判断。伸开左手,拇指与其他四指垂直,并与手掌在同一平面内,手心对准N极,让磁感线垂直穿入手心,四指指向电流的方向,大拇指所指的方向就是安培力的方向。
安培力的大小计算公式为:F=BILsin
式中:B――为磁感应强度,单位为特斯拉,简称特,用符号T表示。
F――磁场力,单位为牛顿,简称牛,用符号N表示。
I――通电电流,单位安培,简称安,用符号A表示。
L――导体在垂直于磁场方向上的长度,单位为米,用符号m表示。
注意:(1)当I⊥B即电流方向与磁感应强度方向垂直时, 。
(2)磁场某点B的大小,方向是客观存在的,是磁场本身特性的物理量。与导线电流I的大小、导线的长短L,受力F都无关。即使导线不载流,B照样存在。
在数值上
式中:
H――为磁场强度,单位为安/米,用符号(A/m)表示。
B――为磁感应强度,单位为特斯拉,简称特,用符号T表示。
μ――为媒介质的磁导率,单位亨/米,用符号H/m表示。
磁场强度H的方向与磁感应强度B方向相同。
(五)磁场对电流的作用力F
通电导体在磁场中受到的作用力称为电磁力,也称安培力。用字母F表示,单位为牛顿,简称牛,用符号N表示。
(六)课堂练习
四、课堂小结
1.磁场中的基本概念。
2.电磁力大小的计算及方向的判定。
五、布置作业:磁场对电流作用力练习题。
六、课后反思:
磁场对电流作用力导学案
(一)磁感应强度B
1.磁场最基本的性质:对放入其中的(磁极,电流,运动的电荷)有力的作用,都称为磁场力。
2.磁感应强度B
衡量磁场中各点的方向和强弱程度的物理量称为磁感应强度,用字母B表示。在国际单位制中,磁感应强度的单位为特斯拉,简称特,用符号T表示。
第五讲
上课时间:2014年9月18日星期四
课时:两课时
总课时数:10课时
教学目标:1.理解磁感应强度、磁通、磁导率和磁场强度的概念。
2.掌握电磁力大小的计算及方向的判定。
3.能应用所学知识解决相关的问题。
教学重点:磁场中的基本概念,电磁力大小的计算及方向的判定。
教学难点:磁场中的基本概念,电磁力大小的计算及方向的判定。
F――磁场力,单位为牛顿,简称牛,用符号N表示。
I――通电电流,单位安培,简称安,用符号A表示。
L――导体在垂直于磁场方向上的长度,单位为米,用符号m表示。
――B与I的夹角。
由公式可知:当 =90o时,sin 1,电磁力最大,为F=BIL;当 =0o时,sin 0,电磁力最小,为零;当电流方向与磁场方向斜交时,电磁力介于最大值和最小值之间。
在数值上
式中:
H――为磁场强度,单位为安/米,用符号(A/m)表示。
B――为磁感应强度,单位为特斯拉,简称特,用符号T表示。
μ――为媒介质的磁导率,单位亨/米,用符号H/m表示。
磁场强度H的方向与磁感应强度B方向相同。
(五)磁场对电流的作用力F
通电导体在磁场中受到的作用力称为电磁力,也称安培力。用字母F表示,单位为牛顿,简称牛,用符号N表示。
教具:电子数,填写教室日志,组织学生上课秩序。
二、复习导入
1.磁场与磁感线
2.电流产生的磁场方向的判断
三、讲授新课:
(一)磁感应强度B
1.磁场最基本的性质:对放入其中的(磁极,电流,运动的电荷)有力的作用,都称为磁场力。
2.磁感应强度B
衡量磁场中各点的方向和强弱程度的物理量称为磁感应强度,用字母B表示。在国际单位制中,磁感应强度的单位为特斯拉,简称特,用符号T表示。
(3)点定B定:B只与产生磁场的源位置有关。就是说磁场中某一点定了,则该处磁感应强度的大小与方向都是定值。
方向:磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向;也就是该点磁感线的切线方向。
3.匀强磁场:磁场中各点磁感应强度的大小和方向都相同的磁场称为匀强磁场。如蹄形磁体两极间所形成的磁场。
(二)磁通量Φ
安培力F是矢量,既有大小,又有方向。
其方向用左手定则来判断。伸开左手,拇指与其他四指垂直,并与手掌在同一平面内,手心对准N极,让磁感线垂直穿入手心,四指指向电流的方向,大拇指所指的方向就是安培力的方向。
安培力的大小计算公式为:F=BILsin
式中:B――为磁感应强度,单位为特斯拉,简称特,用符号T表示。
其他任一媒质的磁导率与真空的磁导率的比值称为相对磁导率,用μr表示,即

(四)磁场强度H
磁感应强度与媒介质的磁导率有关。而铁磁物质的磁导率不是常数,这就使磁场的计算变得比较复杂,为了使计算简便,引入磁场强度这一物理量。
磁场强度是矢量,既有大小,又有方向。
在磁场中,各点磁场强度的大小只与电流的大小和导体的形状有关,而与媒质的性质无关。
磁感应强度B是表矢量:既有大小,又有方向。
其大小定性描述可用磁感线的疏密程度来表示,在磁感线密的地方磁感应强度大,在磁感线疏的地方磁感应强度小。
其大小定量描述:在磁场中垂直于磁场方向的通电导线受到的磁场力F跟电流强度I和导线长度L的乘积IL的比值,称为该处的磁感应强度。

式中,
B――为磁感应强度,单位为特斯拉,简称特,用符号T表示。
1.磁通是描述磁场在某一范围内分布情况的物理量。
2.磁通量Φ:在匀强磁场中,在与磁感线垂直的某截面上,截面积S与磁感应强度B的乘积称为通过该截面的磁通量,简称磁通,用字母Φ表示,国际单位韦伯,简称韦,用符号Wb表示。
Φ=B×S
式中:Φ――为磁通,单位韦伯,简称韦,用符号Wb表示。
B――为磁感应强度,单位为特斯拉,简称特,用符号T表示。
F――磁场力,单位为牛顿,简称牛,用符号N表示。
I――通电电流,单位安培,简称安,用符号A表示。
L――导体在垂直于磁场方向上的长度,单位为米,用符号m表示。
――B与I的夹角。
由公式可知:当 =90o时,sin 1,电磁力最大,为F=BIL;当 =0o时,sin 0,电磁力最小,为零;当电流方向与磁场方向斜交时,电磁力介于最大值和最小值之间。
磁感应强度B是表矢量:既有大小,又有方向。
其大小定性描述可用磁感线的疏密程度来表示,在磁感线密的地方磁感应强度大,在磁感线疏的地方磁感应强度小。
其大小定量描述:在磁场中垂直于磁场方向的通电导线受到的磁场力F跟电流强度I和导线长度L的乘积IL的比值,称为该处的磁感应强度。

式中,
B――为磁感应强度,单位为特斯拉,简称特,用符号T表示。
F――磁场力,单位为牛顿,简称牛,用符号N表示。
I――通电电流,单位安培,简称安,用符号A表示。
L――导体在垂直于磁场方向上的长度,单位为米,用符号m表示。
注意:(1)当I⊥B即电流方向与磁感应强度方向垂直时, 。
(2)磁场某点B的大小,方向是客观存在的,是磁场本身特性的物理量。与导线电流I的大小、导线的长短L,受力F都无关。即使导线不载流,B照样存在。
其他任一媒质的磁导率与真空的磁导率的比值称为相对磁导率,用μr表示,即

(四)磁场强度H
磁感应强度与媒介质的磁导率有关。而铁磁物质的磁导率不是常数,这就使磁场的计算变得比较复杂,为了使计算简便,引入磁场强度这一物理量。
磁场强度是矢量,既有大小,又有方向。
在磁场中,各点磁场强度的大小只与电流的大小和导体的形状有关,而与媒质的性质无关。
S――为截面面积,单位为平方米,用符号m2表示。
注意:(1)当面积S⊥B时,Φ=B×S
(2)S//B时,Φ=0
磁通量Φ是标量,只有大小没有方向。
(三)磁导率μ
磁导率是一个用来表示磁场媒质导磁性能的物理量。用字母μ表示,单位亨/米,用符号H/m表示。
真空中的磁导率是一个常数,用μ0表示,即
μ0=4π×10-7H/m
1.磁通是描述磁场在某一范围内分布情况的物理量。
2.磁通量Φ:在匀强磁场中,在与磁感线垂直的某截面上,截面积S与磁感应强度B的乘积称为通过该截面的磁通量,简称磁通,用字母Φ表示,国际单位韦伯,简称韦,用符号Wb表示。
Φ=B×S
式中:Φ――为磁通,单位韦伯,简称韦,用符号Wb表示。
B――为磁感应强度,单位为特斯拉,简称特,用符号T表示。
S――为截面面积,单位为平方米,用符号m2表示。
注意:(1)当面积S⊥B时,Φ=B×S
(2)S//B时,Φ=0
磁通量Φ是标量,只有大小没有方向。
(三)磁导率μ
磁导率是一个用来表示磁场媒质导磁性能的物理量。用字母μ表示,单位亨/米,用符号H/m表示。
真空中的磁导率是一个常数,用μ0表示,即
μ0=4π×10-7H/m
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