电工技术基础与技能（高教版）教案：wg5.ppt

　　教学重点 5　磁场和磁路 5.1 电流的磁效应 　　一、磁场 　　二、磁感线 　　三、电流的磁场 5.2 磁场的主要物理量 　　一、磁感应强度 　　二、磁通 　　三、磁导率 　　四、磁场强度 5.3 磁场对电流的作用力 一、磁场对直线电流的作用力 　　二、磁场对通电线圈的作用力矩 　　三、电流表工作原理 单元小结 　　当线圈平面与磁感线平行时，力臂最大，线圈受磁力矩最大； 　　当线圈平面与磁感线垂直时，力臂为零，线圈受磁力矩也为零。 　　电流表就是根据上述原理工作的。 　　这个力矩使线圈绕 OO? 转动，转动过程中，随着线圈平面与磁感线之间夹角的改变，力臂在改变，磁力矩也在改变。 　　1．结构 　　电流表的结构如图 5-5 所示。 　　在一个很强的蹄形磁铁的两极间有一个固定的圆柱形铁心，铁心外套有一个可以绕轴转动的铝框，铝框上绕有线圈，铝框的转轴上装有两个螺旋弹簧和一个指针，线圈两端分别接在这两个螺旋弹簧上，被测电流就是经过这两个螺旋弹簧流入线圈的。 图 5-5　电流表的结构 　　2．工作原理 　　如图 5-6 所示，蹄形磁铁和铁心间的磁场是均匀地辐向分布，这样，不论通电线圈转到什么方向，它的平面都与磁感线平行。因此，线圈受到的偏转磁力矩 M1 就不随偏转角度而改变。 　　通电线圈所受的的磁力矩 M1 的大小与电流 I 成正比，即 M1 = k1I 式中 k1 为比例系数。 图 5-6　磁电式电表的磁场 　　线圈偏转使螺旋弹簧扭紧或扭松，于是螺旋弹簧产生一个阻碍线圈偏转的力矩 M2 ，线圈偏转的角度越大，螺旋弹簧的力矩也越大，M2 与偏转角 ? 成正比，即 M2 = k2?　　 (式中 k2 为比例系数) 　　当 M1、M2 平衡时，线圈就停在某一偏转角度上，固定在转轴上的指针也转过同样的偏转角度，指到刻度盘的某一刻度。 　　比较上述两个力矩，因为 M1 = M2 ，所以 k1I = k2? ，即 　　即测量时偏转角度 ? 与所测量的电流成正比。这就是电流表的工作原理。这种利用永久性磁铁来使通电线圈偏转达到测量目的的仪表称为磁电式仪表。 　　3．磁电式仪表的特点 　　(1) 刻度均匀，灵敏度高，准确度高。 　　(2) 负载能力差，价格较昂贵。 　　(3) 给电流表串联一个阻值很大的分压电阻，就可改装成量程较大的电压表；并联一个阻值很小的分流电阻，就可改装成量程较大的电流表；电阻表也是由电流表改装的。 一、磁场 二、电流的磁效应 三、描述磁场的物理量 四、磁场对电流的作用力 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 高等教育出版社 Higher Education Press 《电工技术基础与技能》演示文稿 5 磁场和磁路 　　1．了解直线电流、环形电流以及螺线管电流的磁场，会用右手定则判断其磁场的方向。 　　2．理解磁感应强度、磁通、磁导率、磁场强度的概念。 　　3．了解匀强磁场的性质及有关计算。 　　4．掌握磁场对电流作用力的有关计算及方向的判断，了解磁场对通电线圈的作用。 5.1　电流的磁效应 5.2 磁场的主要物理量 5.3 磁场对通电导线的作用力 单元小结 一、磁场 二、磁感线 三、电流的磁场 　　1．磁场：磁体周围存在的一种特殊的物质称为磁场。磁体间的相互作用力是通过磁场传送的。磁体间的相互作用力称为磁场力，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。 　　2．磁场的性质：磁场具有力的性质和能量性质。 　　3．磁场方向：在磁场中某点放一个可自由转动的小磁针，它N极所指的方向即为该点的磁场方向。 　　1．磁感线 　　在磁场中画一系列曲线，使曲线上每一点的切线方向都与该点的磁场方向相同，这些曲线称为磁感线。如图 5-1 所示。? 图 5-1　磁感线 　　2．特点 　　(1)磁感线的切线方向表示磁场方向，其疏密程度表示磁场的强弱。 　　(2)磁感线是闭合曲线，在磁体外部，磁感线由 N 极出来，绕到 S 极；在磁体内部，磁感线的方向由 S 极指向 N 极。 　　(3)任意两条磁感线不相交。 　　说明：磁感线是为研究问题方便人为引入的假想曲线，实际上并不存在。 　　图 5-2 所示为条形磁铁的磁感线。 图 5-2　条形磁铁的磁感线 　　3．匀强磁场 　　在磁场中某一区域，若磁场的大小、方向都相同，这部分磁场称为匀强磁场。匀强磁场的磁感线是一系列疏密均匀、相互平行的直线。 　　直线电流所产生的磁场方向可用安培定则来判定，方法是：用右手握住导线，让拇指指向电流方向，四指所指的方向就