电工基础第二节电与磁详解.ppt

高压进网电工理论知识 第一章 电工基础知识 静止电荷周围存在着电场,运动电荷可以形成电流，电流的周围就会产生磁场。 电和磁是不可分的 研究电路问题，如果对电流周围存在的磁现象不了解，就可不能对电路有全面认识。 第二节 电与磁 磁性 能吸引铁、钴、镍等物质的性质 磁极 磁铁两端磁性最强的区域，分S极（指南极）和N极（指北极） 一、磁现象 1、磁性和磁体 磁体 具有磁性的物体，又称磁铁 磁化 使原来不带磁性的物体具有磁性的过程 磁铁有天然磁铁和人造磁铁两种。 地球是个大磁铁，指南针指的是地球的南北极。 磁铁的重要性能：同性磁极相排斥，异性磁极相吸引 ①磁力线每点切线方向 是该点磁场方向，彼此间永不相交。 ②磁力线的疏、密表示磁场强弱，密表示该处磁场强，疏表示该处磁场弱。 ③磁力线从N极到S极，经磁体内部由S极回到N极。 2、磁场和磁力线 磁场 磁铁周围存在磁力作用的空间称为磁场,用磁力线描绘 磁力线的性质 ④每根磁力线都是闭合回线。 磁场与电流关系 电流越大磁场越强； 磁场方向由右手螺旋定则确定 3、电流的磁场 （1） 通电直导线的磁场 通电导线的周围存在磁场。 大拇指的方向为电流方向 弯曲的四指为磁场方向 电流越大，磁场越强； 线圈匝数越多，磁场越强； 磁场方向由右手螺旋定则确定 （2） 载流线圈的磁场 通电线圈的周围存在磁场。 磁场与电流关系 磁场的N极 大拇指为线圈内部磁场的N极方向 弯曲的四指为电流方向 1、磁通（ф） 磁通 通过与磁场方向垂直的某一面积上的磁力线的总数 单位 韦伯——Wb ，麦克斯韦——Mx 二 磁场的基本物理量 1Wb =108Mx 面积一定时,通过该面积的磁通越多，则表示磁场越强。 明确 2、磁感应强度（B） 磁感应强度 表示磁场强弱和方向的矢量 单位 特斯拉—— T ，高斯——Gs ①永久磁铁磁感应强度约为 0.2~ 0.7T ②电机、变压器铁心磁感应强度约为 0.8~ 1.5T ③地球磁感应强度仅约为 5×10-5T 了解 均匀磁场中，磁感应强度等于单位面积的磁通量。所以磁感应强度又叫磁通密度 3、磁导率（μ） 磁导率 表示物质导磁性能的物理量 导体通入恒定电流，周围介质不同时，磁场中同一点磁感应强度也不同，不同介质对磁场的影响不同。 真空磁导率μ0 相对磁导率μr 比较各种介质导磁能力 定义 或 物质按磁导率分为三类 ①顺磁性物质，如空气、铝、钨等，磁导率比真空磁导率稍大，相对磁导率μr 约等于1。 ②逆磁性物质，如氢、铜、银、金等，磁导率比真空磁导率稍小，相对磁导率μr 也约等于1。 ③铁磁性物质，如铁、钴、镍等，磁导率远大于真空磁导率，相对磁导率μr 远远大于1。 ①、②为非铁磁性物质，相对磁导率μr 约为1 。 铁磁物质的高导磁性能广泛用于电气设备，例如变压器、电机的铁心。 4、磁场强度（H） 磁场强度 磁感应强度大小与磁导率的比值 定义 单位 安/米 —— A/m 三 电磁感应 当导体相对于磁场运动而切割磁力线或线圈中磁通发生变化时，在导体或线圈中都会产生电动势，进而在导体或线圈回路产生电流的现象。 电磁感应 电磁感应产生的电流 感应电流 感应电动势 由电磁感应产生的电动势 1、直导体感应电动势 导体在均匀磁场沿与磁力线垂直方向运动，导体中将产生感应电动势。 大小 电动势E的大小，与磁感应强度B、导体有效长度l及相对速度v成正比。 式中，B的单位为特斯拉(T)， l的单位为米(m)， E的单位为伏特(V), v的单位为每秒米(m/s）。 方向 由右手定则确定。即：将右手的掌心迎着磁力线，大拇指指向导线运动的方向，则四指的方向就是感应电动势的方向。 电磁感应是发电机的理论基础 方向 2、线圈感应电动势 当穿过线圈的磁通发生变化时，线圈中将产生感应电动势。 大小 由法拉第电磁感应定律确定，即感应电动势的大小与穿过线圈的磁通的磁通的变化率成正比。 式中，e为感应电动势（V）； N为线圈的匝数； △Φ/△t为磁通变化率（Wb/s） 方向 由楞次定律确定，即闭合线圈回路中感应电动势的方向，总是企图使它产生的磁场阻碍原来磁场的变化。 故 四 磁场对通电导体的作用 通电直导体处于磁场之中，将会受到力的作用 电磁力大小 导体所受电磁力大小与磁场的磁感应强度B，导体电流I，导体在磁场中的有效长度l及导体与磁力线的夹角α有关。 当导体与磁力线平行时α=0， 当导体与磁力线垂直时α=900