《電流的磁場(chǎng)》課件

電流的磁場(chǎng)認(rèn)識(shí)電磁現(xiàn)象電磁現(xiàn)象是指電和磁之間的相互作用現(xiàn)象。常見(jiàn)的電磁現(xiàn)象包括：磁鐵吸引鐵塊，通電導(dǎo)線周圍存在磁場(chǎng)，電流的磁效應(yīng)，磁場(chǎng)的力學(xué)效應(yīng)等等。電流產(chǎn)生磁場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)1觀察現(xiàn)象當(dāng)導(dǎo)線通電時(shí)，指南針的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明通電導(dǎo)線周圍存在磁場(chǎng)。2驗(yàn)證結(jié)論通過(guò)改變電流方向，觀察指南針指針偏轉(zhuǎn)方向的變化，進(jìn)一步證明電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向與電流方向有關(guān)。3總結(jié)規(guī)律利用左手定則來(lái)判斷電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向，該定則是電磁學(xué)中重要的基礎(chǔ)定律之一。電流的磁場(chǎng)特點(diǎn)方向電流方向與磁場(chǎng)方向相互垂直，可以用右手定則判斷。強(qiáng)度磁場(chǎng)強(qiáng)度與電流大小成正比，與距離成反比。形狀磁場(chǎng)線是閉合曲線，圍繞著電流方向形成環(huán)狀。電流感應(yīng)磁場(chǎng)的規(guī)律右手螺旋定則：電流方向和磁場(chǎng)方向的關(guān)系。磁場(chǎng)方向：磁針北極所指的方向。磁場(chǎng)強(qiáng)度：磁場(chǎng)對(duì)放入其中的磁體的作用力大小。安培環(huán)路定律1磁場(chǎng)強(qiáng)度安培環(huán)路定律描述了閉合回路中磁場(chǎng)強(qiáng)度與該回路所包圍電流的關(guān)系。2積分形式該定律可以用積分形式來(lái)表達(dá)，即閉合回路上的磁場(chǎng)強(qiáng)度線積分等于回路所包圍電流的代數(shù)和。3應(yīng)用安培環(huán)路定律在計(jì)算磁場(chǎng)、分析電路和設(shè)計(jì)電磁設(shè)備等方面有著廣泛的應(yīng)用。伏特磁法伏特磁法是利用電磁感應(yīng)原理測(cè)量磁場(chǎng)的一種方法。將導(dǎo)線繞成線圈，放在待測(cè)磁場(chǎng)中，使線圈穿過(guò)磁場(chǎng)，就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。根據(jù)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向，可以計(jì)算出磁場(chǎng)的強(qiáng)度和方向。磁場(chǎng)的力線概念磁場(chǎng)力線磁場(chǎng)力線是用來(lái)描述磁場(chǎng)的一種工具，它表示磁場(chǎng)的方向和強(qiáng)度。磁場(chǎng)方向磁場(chǎng)力線的方向定義為磁場(chǎng)中任何一點(diǎn)處小磁針北極所指的方向。磁場(chǎng)強(qiáng)度磁場(chǎng)力線密集的地方磁場(chǎng)強(qiáng)度強(qiáng)，稀疏的地方磁場(chǎng)強(qiáng)度弱。磁場(chǎng)線密度表示1磁場(chǎng)線磁場(chǎng)線是用來(lái)描述磁場(chǎng)方向和強(qiáng)弱的一種工具。2線密度磁場(chǎng)線密度是指單位面積上穿過(guò)的磁力線數(shù)量。3磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度是用來(lái)描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量，它與磁場(chǎng)線密度成正比。直導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)1右手螺旋定則用右手握住導(dǎo)線，使大拇指指向電流方向，則四指所指的方向就是磁力線方向。2磁場(chǎng)線分布直導(dǎo)線周圍的磁力線是環(huán)形，且方向與電流方向有關(guān)。3磁場(chǎng)強(qiáng)度磁場(chǎng)強(qiáng)度與電流大小成正比，與導(dǎo)線距離成反比。螺線管內(nèi)的磁場(chǎng)磁場(chǎng)方向螺線管內(nèi)部的磁場(chǎng)方向可以用安培右手螺旋定則來(lái)判斷。磁場(chǎng)強(qiáng)度螺線管內(nèi)部的磁場(chǎng)強(qiáng)度與電流大小、線圈匝數(shù)和線圈長(zhǎng)度有關(guān)。均勻磁場(chǎng)螺線管內(nèi)部的磁場(chǎng)近似于均勻磁場(chǎng)，這在許多應(yīng)用中都非常有用。電動(dòng)機(jī)的原理電磁感應(yīng)電動(dòng)機(jī)利用電磁感應(yīng)原理，將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。磁場(chǎng)與電流相互作用當(dāng)電流通過(guò)線圈時(shí)，會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，與外部磁場(chǎng)相互作用，使線圈轉(zhuǎn)動(dòng)。換向器換向器用于改變線圈中的電流方向，使線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)電動(dòng)機(jī)主要由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成。定子是電動(dòng)機(jī)的固定部分，通常由鐵芯和繞組組成。鐵芯用來(lái)集中磁場(chǎng)，繞組是通電產(chǎn)生磁場(chǎng)的部件。轉(zhuǎn)子是電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)部分，由鐵芯和繞組組成。鐵芯用來(lái)切割磁力線，繞組是產(chǎn)生電流的部件。電動(dòng)機(jī)的工作原理1磁場(chǎng)繞組通電產(chǎn)生磁場(chǎng)2磁力磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)相互作用3轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子受磁力作用轉(zhuǎn)動(dòng)電磁感應(yīng)的定義電磁感應(yīng)指閉合電路中的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中產(chǎn)生電流的現(xiàn)象。本質(zhì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的本質(zhì)是：變化的磁場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)。法拉第電磁感應(yīng)定律當(dāng)穿過(guò)閉合電路的磁通量發(fā)生變化時(shí)，電路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與磁通量變化率成正比。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向由楞次定律決定，即感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)總是阻礙原磁通量的變化。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向楞次定律感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量變化。右手定則用右手握住導(dǎo)線，使四指指向磁力線方向，拇指指向?qū)Ь€運(yùn)動(dòng)方向，則拇指所指方向即為感應(yīng)電流方向。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與穿過(guò)閉合電路的磁通量變化率成正比。感應(yīng)電流的方向判斷右手定則右手定則用于判斷感應(yīng)電流的方向。將右手伸開(kāi)，使拇指指向磁場(chǎng)方向，四指彎曲指向?qū)w運(yùn)動(dòng)方向，則四指指向的即是感應(yīng)電流的方向。楞次定律感應(yīng)電流的方向總是阻礙引起它的磁通量變化，即感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)與原磁場(chǎng)變化的方向相反。渦流及其應(yīng)用1定義當(dāng)金屬導(dǎo)體在變化的磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，或處在變化的磁場(chǎng)中時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種電流稱為渦流2特點(diǎn)渦流的方向使得渦流產(chǎn)生的磁場(chǎng)阻礙原磁場(chǎng)的變化3應(yīng)用渦流應(yīng)用于電磁制動(dòng)、金屬探測(cè)器、感應(yīng)加熱等領(lǐng)域變壓器的工作原理1磁場(chǎng)變化交流電通過(guò)線圈產(chǎn)生交變磁場(chǎng)2磁通量變化交變磁場(chǎng)穿過(guò)另一個(gè)線圈3感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)4電壓變化感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)引起電壓變化變壓器的結(jié)構(gòu)變壓器由鐵芯、線圈、絕緣材料和冷卻系統(tǒng)等組成。鐵芯是變壓器的磁路，通常由疊片式硅鋼片構(gòu)成，以減少渦流損耗。線圈是變壓器的電路，通常由銅線或鋁線繞制而成，分為初級(jí)線圈和次級(jí)線圈。絕緣材料用于防止線圈之間和線圈與鐵芯之間發(fā)生短路。冷卻系統(tǒng)用于散熱，防止變壓器過(guò)熱。變壓器的性能效率變壓器的效率取決于鐵芯的質(zhì)量、繞組的結(jié)構(gòu)以及負(fù)載的大小。溫度變壓器的溫度過(guò)高會(huì)降低效率并縮短使用壽命。負(fù)載能力變壓器可以承受的最大電流和功率稱為負(fù)載能力。發(fā)電機(jī)的工作原理1磁場(chǎng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部有磁場(chǎng)，通常由永磁體或電磁鐵產(chǎn)生。2轉(zhuǎn)動(dòng)線圈線圈在磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)，切割磁力線。3感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)線圈切割磁力線時(shí)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。4輸出電流感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)驅(qū)動(dòng)電流，從而輸出電能。發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)發(fā)電機(jī)主要由定子、轉(zhuǎn)子、磁場(chǎng)線圈、轉(zhuǎn)子線圈等組成。其中，定子通常由鐵芯和定子繞組組成，轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵芯和轉(zhuǎn)子繞組組成。發(fā)電機(jī)的工作原理是基于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，即當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。電磁感應(yīng)的應(yīng)用發(fā)電機(jī)電磁感應(yīng)是發(fā)電機(jī)工作的基礎(chǔ)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。變壓器電磁感應(yīng)原理應(yīng)用于變壓器，實(shí)現(xiàn)電壓和電流的變換。傳感器電磁感應(yīng)傳感器廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化，檢測(cè)運(yùn)動(dòng)和位置變化。電磁感應(yīng)的重要意義電磁感應(yīng)是電力生產(chǎn)的核心，是發(fā)電機(jī)工作的基礎(chǔ)。電磁感應(yīng)促進(jìn)了電氣化進(jìn)程，改變了人類生活方式。電磁感應(yīng)技術(shù)應(yīng)用廣泛，將在未來(lái)科技發(fā)展中發(fā)揮重要作用。磁場(chǎng)的性質(zhì)1方向性磁場(chǎng)具有方向性，可以用磁感線來(lái)表示。2無(wú)形性磁場(chǎng)是看不見(jiàn)摸不著的，只能通過(guò)其作用來(lái)感知。3相互作用磁場(chǎng)之間會(huì)相互作用，同性相斥，異性相吸。磁場(chǎng)的表示磁場(chǎng)可以用磁感線來(lái)形象地表示。磁感線是假想的曲線，它在空間中的方向與該點(diǎn)磁場(chǎng)的方向一致，磁感線的疏密程度反映了磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，磁感線越密，磁場(chǎng)越強(qiáng)，反之則越弱。磁感線是閉合曲線，它們從磁體的N極出發(fā)，回到磁體的S極，在磁體外部，磁感線從N極指向S極；在磁體內(nèi)部，磁感線從S極指向N極。電流與磁場(chǎng)的相互作用安培力電流