電工電子電磁基礎知識

第十章電磁學基礎知識第二節(jié)

磁場對電流的作用第一節(jié)

電流的磁場第三節(jié)

電磁感應第四節(jié)

自感與互感電流的磁場磁的基本知識1磁現(xiàn)象的電本質(zhì)3

電流產(chǎn)生磁場2

物質(zhì)的磁化4磁的基本知識吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)的性質(zhì)稱為磁性。具有磁性的物體稱為磁體。常見的人造磁體有條形磁鐵、馬蹄形磁鐵和小磁針等。磁的基本知識磁場具有方向性。在磁場中某一點，磁針靜止時N極所指的方向，我們規(guī)定為該點的磁場方向。電流產(chǎn)生磁場法國物理學家安培通過實驗發(fā)現(xiàn)了電流的方向與其產(chǎn)生的磁場方向存在著一定的關(guān)系，即安培定則，又稱為右手螺旋定則。磁現(xiàn)象的電本質(zhì)通電導體周圍存在磁場，說明了磁場是電荷的運動產(chǎn)生的。與此相同，磁鐵的磁場也是由磁鐵內(nèi)部電荷的運動產(chǎn)生的。

物質(zhì)的磁化磁導率μ用來衡量物質(zhì)導磁能力的大小，單位是亨/米（H/m）。按磁導率將自然界中的物質(zhì)分為鐵磁性物質(zhì)和非鐵磁性物質(zhì)兩類。鐵、鎳、鈷及其合金的的磁導率很高，μ>>μ0，通常把這一類物質(zhì)稱為鐵磁性物質(zhì)，又叫鐵磁材料。常把鐵磁材料分為三類：硬磁材料、軟磁材料、矩磁材料物質(zhì)的磁化約束在鐵心所限定范圍內(nèi)的磁通路徑稱為磁路。

磁場對電流的作用磁感應強度1磁場對通電線圈的作用3磁場對直導體的作用2磁感應強度垂直于磁場方向的通電導體受到的電磁力F與導體中的電流I和有效長度l的乘積Il的比值叫作該點的磁感應強度，用B表示，即磁感應強度磁感應強度是一個矢量，它的方向是該點的磁場方向，單位是特斯拉，簡稱特（T）。我們把穿過磁場中的某一面積的磁力線條數(shù)叫作穿過該面積的磁通量，簡稱磁通（Φ）。如果在一個磁感應強度為B的均勻磁場中，有一個垂直于磁力線方向的面積為S的平面，那么穿過這個平面的磁力線條數(shù)就是磁通的單位是韋伯，簡稱韋（Wb）。磁場對直導體的作用磁感應強度B在數(shù)值上等于垂直于磁場方向的載流直導體所受磁場力F與直導體中的電流I和導體的有效長度l的乘積Il之比。

F=BIl

左手定則：伸開左手，使大拇指與其余四指垂直，并且都跟手掌在一個平面內(nèi)，讓磁力線垂直穿入手心，四指指向電流的方向，那么拇指所指的方向就是通電導線在磁場中的受力方向。磁場對直導體的作用磁場對直導體的作用例10-1試判斷圖10-12中載流直導體的受力方向。解：利用左手定則來判斷載流直導體的受力方向，圖a中導體受力方向向下；圖b中導體受力方向向上。

(2)晶體管電流放大作用：當基極電流IB從0.01mA變?yōu)?.02mA時，集電極電流IC從0.56mA變?yōu)?.14mA，二者變化量之比為磁場對通電線圈的作用線圈所受轉(zhuǎn)矩為電磁感應電磁感應產(chǎn)生的條件1

法拉第電磁感應定律3楞次定律2渦流4電磁感應產(chǎn)生的條件

1.直導體中產(chǎn)生的感應電動勢當閉合電路中部分導體與磁場發(fā)生相對運動而切割磁力線時，電路中就有電流產(chǎn)生。

電磁感應產(chǎn)生的條件右手定則：伸開右手，使大拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一個平面內(nèi)，讓磁力線垂直穿過手心，大拇指指向?qū)w運動方向，那么其余四指所指就是感應電動勢的方向。

電磁感應產(chǎn)生的條件

2..線圈中磁通變化引起的感應電動勢當穿過閉合線圈中的磁通發(fā)生變化時也會產(chǎn)生感應電動勢。

楞次定律當穿過線圈回路的磁通發(fā)生變化時，有感應電動勢產(chǎn)生。感應電流所產(chǎn)生的磁場總是阻礙線圈中磁通量的變化，也就是說當線圈中的磁通要增大時，感應電流將產(chǎn)生一個磁場去阻礙它增大；當線圈中的磁通要減小時，感應電流將產(chǎn)生一個磁場去阻礙它減小。

用楞次定律判斷感應電動勢方向的步驟：(1)判定原磁通的方向及其變化趨勢；(2)確定感應電流磁場的方向；(3)用安培定則判斷感應電動勢的方向。

法拉弟電磁感應定律線圈中的感應電動勢的大小與線圈內(nèi)部磁通量的變化率（磁通的變化速度）成正比。

法拉弟電磁感應定律例10-2設圖10-18中線圈匝數(shù)N=400匝，由于某種原因，穿過線圈的磁通在0.2s內(nèi)減少了4×10-2Wb求線圈中感應電動勢的大小和方向。

線圈中的感應電動勢的大小為

感應電動勢e的方向與磁通ф方向符合安培定則，方向如圖10-18所示。渦流

如果線圈中的鐵心由整塊鐵磁材料制成，則相當于許多與磁通相垂直的閉合回路，在這些閉合回路中就會有感應電動勢產(chǎn)生。在這個電動勢的作用下，形成了許多漩渦形的電流，稱為渦流。

渦流

渦流導致鐵心發(fā)熱，增加能量損耗，稱為渦流損耗。鐵損耗：渦流損耗與磁滯損耗合稱鐵損耗。變壓器和電機等電氣設備的鐵心一般不用整塊材料，而是用硅鋼片疊成。渦流

近代工業(yè)上常用感應爐來冶煉金屬。在感應爐中，有產(chǎn)生高頻電流的電源和產(chǎn)生交變磁場的線圈，線圈中間放置一個耐火材料制造的坩堝，用來熔化金屬自感與互感自感現(xiàn)象1

電感元件的伏安特性3電感2互感4自感現(xiàn)象

由于流過線圈本身的電流發(fā)生變化而引起的電磁感應稱為自感現(xiàn)象，簡稱自感。由于自感產(chǎn)生的電動勢稱自感電動勢，用eL表示。自感電流用iL表示。

電感我們把線圈中每通過單位電流所產(chǎn)生的自感磁通數(shù)，稱作自感系數(shù)，簡稱電感，用L表示。其數(shù)學式為電感的單位是亨利，簡稱亨，用字母H表示。電感元件的伏安特性結(jié)論：1.自感是由通過線圈本身的電流發(fā)