第2章电磁学原理详解.ppt

根据磁导率的大小可分三类　 顺磁物质：μr略大于1，如空气锡、铝等 反磁物质： μr略小于1，如铜、银等 铁磁物质： μr远远大于1，如铁、钴、镍。 2.1 电磁学概念 2.2 电流的磁效应 2.3 电磁感应 2.4 变压器 2.5 电磁铁和继电器 2.1 电磁学 概 述 2.1.1 磁的基本知识 磁体能够吸引铁、镍、钴等金属或它们的合金物质，磁体的这种性质称为磁性，具有磁性的物体称为磁体。 返回 2.1.2 磁场 1.磁场定义及其性质 磁场是电流、运动电荷、磁体或变化电场周围空间存在的一种特殊形态的物质。磁体间的相互作用就是以磁场作为媒介的。 2.磁力线 磁场虽然存在，却是看不见的。为了便于理解，英国物理学家法拉第认为由许多磁力线所构成的连续场就叫做磁场。 2.1 电磁学 概 述 2.1.2 磁场 磁力线为形象描述磁场的强弱和方向而引入的假想线。 3.磁场基本物理量 1）磁感应强度： 2）磁通量： 2.1 电磁学 概 述 2.1.2 磁场 3）磁导率： 4）磁场强度： 2.1.3 铁磁材料的分类及其性质 1.铁磁材料的分类 1）硬磁材料 硬磁材料不易被磁化，也不易去磁，常用来制造各种形状的永久磁体，用于磁电式仪表和各种扬声器中。 2）软磁材料 软磁材料容易磁化，也容易去磁，如硅钢、铸钢、纯铁等，常用做电器设备的铁芯。 μ0真空中的磁导率 μ媒介质绝对磁导率 μr相对磁导率 2.1.3 铁磁材料的分类及其性质 2.1 电磁学 概 述 3）矩磁材料 矩磁材料的特点是较小的外磁场就能使磁化达到饱和，去掉外磁场仍能保持饱和。常用于制造电子计算机中存储元件的环形磁芯。 2.铁磁材料的性质 1）高导磁性 铁磁材料具有极强的被磁化特性，在外磁场的作用下能产生远远大于外磁场的附加磁场。 2）磁饱和性 铁磁材料在被磁化的过程中，随着外磁场的逐步增强，铁磁材料内部磁感应强度几乎不随外磁场强度增加的特性，称为磁饱和。 2.1.3 铁磁材料的分类及其性质 2.1 电磁学 概 述 3）磁滞性 在外磁场作正负变化（即大小和方向不断变化）的反复磁化过程中，铁磁材料内部的磁感应强度的变化总是滞后于外磁场的变化，这一特性称为磁滞性。 2.1.4 磁路 1.磁路的定义 磁力线集中通过的闭合路径称为磁路。 1）磁动势： 2）磁阻： 2.1 电磁学 概 述 2.1.4 磁路 常见的磁路类型 2.1.4 磁路 2.1 电磁学 概 述 2.磁路的欧姆定律 在磁路中，磁通与产生磁通的磁源（磁动势）成正比，与磁路的磁阻成反比，这就是磁路欧姆定律，即： 2.2.1 电流的磁场 2.2 电流的磁效应 返回 奥斯特实验 通电直导体产生的磁力线示意图 通电螺旋状导体产生的磁场 2.2.2 磁场对电流的作用 2.2 电流的磁效应 1.磁场对通电直导体的作用 2.磁场对通电线圈的作用 3.磁场对通电半导体基本的作用 左手定则 霍尔效应实验 2.3.1 磁场对电流的作用 2.3 电磁感应 1.磁场中运动导体的电磁感应 导体中产生的感应电动势方向可用右手定则来判断。平伸右手，使拇指与其余四指垂直，让掌心正对磁场 N 极，以拇指指向表示导体的运动方向，则其余四指的指向就是感应电动势的方向。 返回 2.3.2 线圈中的电磁感应 2.3 电磁感应 1.线圈中磁通变化时的电磁感应 2.线圈面积变化引起的感应电流 2.3.2 线圈中的电磁感应 2.3 电磁感应 3.楞次定律和法拉第电磁感应定律 楞次定律为人们提供了一个判断感应电动势和感应电流方向的方法，具体步骤如下： 判定原磁通的方向及其变化趋势（即增加还是减少）。 根据感应电流的磁场（俗称感应磁场）方向永远和原磁通变化趋势相反的原则，确定感应电流的磁场方向。 根据感应磁场的方向，用安培定则就可判断感应电动势或感应电流的方向。应当注意的是，必须把线圈或导体看成一个电源。在线圈或直导体内部，感应电流从电源的“负极”流到“正极”；在线圈或直导体外部，感应电流由电源的“正极”端经负载流回“负极”端。因此，在线圈或导体内部，感应电流的方向永远和感应电动势的方向相同。 2.3.3 自感现象 2.3 电磁感应 当线圈中的电流发生变化时，它所激发的磁场穿过该线圈自身的磁通量也随之变化，从而在该线圈自身产生感应电动势的现象，称为自感现象，这样产生的感应电动势，称为自感电势，通常用 eL 来表示。 2.3.4 互感现象 2.3