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文件名称:电工学(第六版)课件:磁场与电磁感应.pptx
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更新时间:2025-06-17
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文档摘要

磁场与电磁感应;

当两个磁极靠近时,它们之间会产生相互作用的力:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。

在磁体周围的空间中存在着一种特殊的物质——磁场,磁极之间的作用力就是通过磁场进行传递的。

根据铁屑的分布和磁场中各点的小磁针N极的指向,我们可以画出一些曲线来描述磁场。这样的曲线称为磁感线。

;蹄形磁铁的磁感线及磁感线方向与磁场方向;把小磁针放在通电导线下方,小磁针转动;右手螺旋定则;二、磁场对电流的作用;左手定则

平伸左手,使大拇指与其余四个手指垂直,并且都跟手掌在同一个平面内,让磁感线垂直穿入掌心,并使四指指向电流的方向,则大拇指所指的方向就是通电导体所受电磁力的方向。;在磁场中,垂直于磁场方向的通电导线,所受电磁力F与电流I和导线长度L的乘积IL的比值称为该处的磁感应强度,用B表示,即

B=F/IL

磁感应强度的单位是特斯拉(T),简称特。

磁感应强度是个矢量,它的方向就是该点的磁场的方向。;设在磁感应强度为B的均匀磁场中,有一个与磁场方向垂直的平面,面积为S,我们把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,则有

Φ=BS

磁通的单位是韦伯(Wb),简称韦。;a)通入同方向电流的平行导线相互吸引

b)通入反方向电流的平行导线相互排斥;3.磁场对通电线圈的作用;三、电磁感应;;将一条形磁铁放置在线圈中,当其静止时,检流计的指针不偏转,但将它迅速地插入或拔出时,检流计的指针都会发生偏转,说明线圈中有电流。;2.电磁感应定律;(2)法拉第电磁感应定律;用ΔΦ表示时间间隔Δt内一个单匝线圈中的磁通变化量,则一个单匝线圈产生的感应电动势的大小为;3.感应电动势的产生;感应电动势的方向可用右手定则判断。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。;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:;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,实际应用中,将导线做成线圈,使其在磁场中转动,从而得到连续的电流。;在磁感??强度为B的匀强磁场中,有一长度为l的直导体AB,可沿平行导电轨道滑动。当导体以速度v向左匀速运动时,试确定导体中感应电动势的方向和大小。;解:;(2)设导体在Δt时间内左移距离为d,则导电回路中磁通的变化量为;合上开关,VD1亮,VD2不亮;再断开开关,VD1熄灭,VD2闪亮一下然后熄灭。;这种由于流过线圈本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。;自感系数;线圈的电感是由线圈本身的特性决定的。线圈越长,单位长度上的匝数越多,截面积越大,电感就越大。有铁心的线圈,其电感要比空心线圈的电感大得多。;自感电动势;5.互感;我们把由一个线圈中的电流发生变化而在另一线圈中产生电磁感应的现象称为互感现象,简称互感。;互感线圈的同名端;图中1、4、5就是一组同名端。;当线圈的绕向难以确定时,可用如下方法判别两个线圈的同名端。

线圈B(副线圈)接检流计。合上开关的瞬间如果电压表指示为正向电压,则3与1为同名端,否则,3与1为异名端。;四、铁磁物质的磁现象和磁路;;各种电器的线圈中,一般都装有铁心以获得较强的磁场。为了尽可能增强线圈中的磁场,还常将铁心制成闭合的形状,使磁感线沿铁心构成回路。;反复磁化和磁滞回线;当线圈中电流变化到零时,由于磁畴存在的惯性,铁心中的Φ并不为零,而是仍保留部分剩磁。必须加反向电流,并达到一定数值才能使剩磁消失。

上述现象称为磁滞。

图b中的封闭曲线称为磁滞回线。

铁心在反复磁化的过程中,由于要不断克服磁畴惯性将损耗一定的能量,称为磁滞损耗,这将使铁心发热。;不同的铁磁材料具有不同的磁滞回线,它们的用途也不相同,一般可分为硬磁材料、软磁材料、矩磁材料三大类。;磁通所通过的路径称为磁路。

磁路可分为无分支磁路和有分支磁路。

与电路比较,磁路的漏磁现象要比电路的漏电现象严重得多。全部在磁路内部闭合的磁通称主磁通,部分经过磁路周围物质而自成回路的磁通称为漏磁通。

由于制造和结构上的原因,磁路中常有气隙,当气隙很小时,气隙中的磁感线是平行而均匀的,只有极少数磁感线扩散出去形成所谓的边缘效应。;我们把通过线圈的电流I和线圈匝数N的乘积称为磁动势,用Em表示,即

磁动势的单位是安培(A)。

电路中有电阻,磁路中也有磁阻。磁阻就是磁通通过磁路时所受到的阻碍作用,用符号Rm表示。

磁路中磁阻的大小与磁路的长度L成正比,与磁路的横截面积S成反比,并与组成磁路材料的磁导率有关,其公式为

式中μ、L、S的单