第二节磁与电磁基本知识讲义.ppt

《电工基础》第二节 电磁感应和磁路 培训要点： 本节应重点掌握电流的磁效应，磁场对载流导线作用力的计算。 会计算感应电动势大小、熟悉楞次定律的内容。 理解自感、互感现象，会判断线圈的极性。 本节难点： 楞次定律的应用 线圈极性的判别 一、磁的基本知识 1、术语名词： ①、磁性：能吸引铁的性质。 ②、磁体：具有磁性的物体。如吸铁石 ③、磁极：磁性最强区域。位于磁体两端。分别为南极（S） 北极（N） ④ 、磁力：磁极间相互的作用力。 同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。 ⑤、磁场：有磁力存在的空间。 ⑥ 、磁场用磁力线来描述 磁力线：为形象描述磁场的强弱和方向而引入的假想曲线。 ⑦、磁场方向：磁力线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向。（见下图） 磁场的基本物理量 ⑴磁通（Φ）：穿过某一截面的磁力线总数。 单位：韦伯（Wb） ⑵磁感应强度（B）：通过与磁场相垂直的单位面积的磁通，表示磁场强弱的物理量 单位：特斯拉（Ｔ）　Ｂ＝ Φ／Ｓ 磁场中某点磁感应强度的方向就是磁场中该点磁力线的方向，其大小等于与磁场相垂直的单位长度的导体通以单位电流时所受电磁力的大小，即：B=F/IL 图示： B=F/IL　　Ｆ＝ＢＩＬ （3）磁导率：表示物质的导磁能力。 符号：μ；公式： μ= μ0 μr 单位：亨/米（H/m） 真空的磁导率：μ0=4∏×10－7 H/m （4）磁场强度：磁感应强度B与介质磁导率μ的比值。 符号：H，H=B/μ 单位：安/米（A/m） 二、电流的磁效应、磁场对通电导体的作用 电流的磁效应： 通电导线（直导线或线圈）周围存在磁场。 ①感应磁场的强弱（大小） 通电导线周围的磁场是有导线中的电流产生的，磁场的强弱取决于电流的大小。 ②、通电导线周围磁场方向的判断：—右手定则： 通电直导线磁场方向—右手安培定则： 右手握导线，大拇指向电流方向，则弯曲四指的指向为磁场方向。 通电线圈磁场方向—右手螺旋定则： 右手弯曲的四指和线圈电流方向一致，则大拇指所指的方向为线圈内部的磁场方向，即N极。 2 、磁场对电流的作用（电动力） 实验表明，通电导线在磁场中会受到力。这个力叫电动力（或电磁力）。 ①、通电导线在磁场中方向的判断 －左手定则： 伸平左手，使大拇指和四指垂直让磁力线垂直穿过手心，四指指向导体电流方向，则大拇指的方向即为电动力（电磁力）的方向 P17：图2—15 ①、电磁力的大小 载流导体在磁场中受到电磁力的大小，与磁感应强度成正比，与导体中电流大小成正比，与导体在磁场中的有效长度成正比。 　　即：F=BILSinα 式中：F——电磁力，单位：N B——磁感应强度，单位；Ｔ I——导体的电流，单位：A 　 L——导体在磁场中的长度，单位：m α——导体与磁场方向的夹角（°） 例题：在匀强磁场中，磁感应强度B=0.5T，将通有电流I=8A的直导体放入磁场中，若磁场中导体长度L=1.2m，求①导体与磁场垂直时，导体所受电磁力的大小？②、导体与磁场成30°时，导体所受电磁力的大小？ 解：①、F=BIL=0.5×8×1.2=4.8N ②、F=BILSinα=0.5×8×1.2×0.5=2.4N ②、讨论： ⅰ、当导体与磁场方向垂直时，α=90°,Sin90°=1，F最大。 ⅱ、当导体与磁场方向平行时， α=0°，Sin0°=0，F最小（F=0） 了解：直流电动机的原理： 若将通电线圈放在磁场中，必将会受到大小相等、方向相反的一对电磁力的作用，即为电磁转矩的作用，会使通电线圈转动起来。 三、电磁感应 实验表明，闭合回路的一部分导体在磁场中切割磁力线运动或闭合回路中的磁通量发生变化，导线中产生感应电动势，我们把利用磁场产生电流的现象称做电磁感应。这个电动势称为感应电动势。回路中产生的电流称为感应电流。 1、导体切割磁场感应电动势方向的判断—右手（发电机）定则 伸平右手，使大拇指与其余四指垂直，让磁力线垂直穿过手心， 大拇指指向导体运动方向， 四指所指的方向就是感应 电动势的方向（负极到 正极）。 2、线圈磁通变化感应电动势方向的判别—楞次定律 感应电流所产生的磁通 总是阻碍原磁通的变化。 即，原磁通增加，感应电 流产生的磁通方向和原磁 通方向相反；原磁通减少 ，感应电流产生的磁通和 原磁通相同。 3）、应用楞次定律的具体步骤： ①、确定原磁通的方向及变化的趋势（即增加或减少）； ②、根据楞次定律确定感应电流的磁通方向； ③、根据感应电流产生的磁通方向，应用安培定则判定出线圈中感应电动势或感应电流的方向。 比较总结：左手定则+右手定则 为便于掌握，在理解上