一、-磁场中的主要物理量1.-磁感应强度和磁通磁感应强度(....pptVIP

一、 磁场中的主要物理量 1. 磁感应强度和磁通 磁感应强度(magnetic induction)是磁场的基本物理量，它是根据洛仑兹力来定义的，是一个矢量，用符号B来表示。其方向与磁场的方向一致，可以用能够自由转动的小磁针来测定。 放在磁场中某处的小磁针N极所指的方向就是该点磁感应强度的方向；其大小是运动电荷在磁场中受到磁场力的作用，当运动电荷与磁场的方向垂直时，它所受到的磁力最大，记为Fmax。 通常用磁感应强度线来描绘磁场中各点的情况。其方向代表该点磁感应强度的方向，其大小用该点附近磁感应强度线的疏密程度来表示。 磁感应强度线是连续的闭合曲线，且任意两根磁感应强度线不可能相交。如果磁场是由电流产生的，电流也是闭合流动的，即磁感应强度线总是与电流线相互交链的。 磁力线 磁通量 通过磁场中某一面积的磁感应线数称为通过该面积的磁通量(磁通)，符号?、单位Wb ?=BScos? 2. 磁场强度和磁导率 磁场强度是描述磁场的另一个重要的物理量。 磁场中某点的磁场强度只取决于产生这个磁场的运动电荷(或电流)的分布，而与介质无关。也就是说，在确定的运动电荷(或电流)分布所产生的磁场中，如果分别充满不同的介质，则磁场中同一点的磁场强度H是相同的。而磁感应强度随着介质的不同而不同，不同的程度取决于介质的磁导率μ。 在国际单位制(SI)中，由后面介绍的安培环路定律可知，磁场强度的单位是安/米，符号为A/m。 磁导率(permeability)是反映物质导磁能力或物质被磁化能力的物理量。 磁场强度H、磁导率? B=?H 磁导率，决定于介质性质，H／m。变化范围很大。 真空磁导率?0=4?×10-7H／m 非铁磁物质如空气、铜、铝和绝缘材料等，近似等于真空磁导率 铁磁物质如铁、镍、铝及其合金，磁导率远大于真空磁导率达数千甚至上万倍。通常以相对磁导率??表示铁磁物质的磁导率比真空磁导率增大的倍数 电磁感应定律 磁链：一个线圈放在磁场中，线圈所环绕的总磁通叫做磁链。 如果线圈只有一匝，则线圈的磁链就等于磁通；如果线圈有多匝，则线圈的磁链就等于各匝磁通之和 。 感应电动势：一个线圈放在磁场中，当磁场发生变化时，线圈中会产生电动势，这种电动势称为感应电动势。当线圈闭合时，就会产生感应电流。 电磁感应定律：当线圈环绕的磁链发生变化时，线圈中产生感应电动势。感应电动势的大小等于磁链随时间的变化率。感应电动势的方向可由楞次定律给出。 假定感应电动势的参考方向与磁通的参考方向成右手螺旋关系，感应电动势的表达式 两种感应电势 线圈中磁链的变化 (1)磁通本身就是由交流电流所产生，也就是说磁通本身随时间在变化着，这样产生的电势称为变压器电势。（线圈与磁场相对静止） (2)磁通本身不随时间变化，但由于线圈与磁场间有相对运动而引起线圈中磁链的变化，这样产生的电势称为运动电势或速度电势 e=Blv 楞次定律：当闭合线圈环绕的磁链发生变化时，线圈中感应电流所产生的磁场总是企图抵消原磁场的变化。 闭合线圈中产生感应电流的原因是感应电动势，因此感应电动势的方向与感应电流方向相同。当线圈不闭合时，感应电流为零，但感应电动势依然存在。 电磁力 载流导体位于磁场中时，导体上受到力Fe 磁路的基尔霍夫第一定律 流入磁路节点的磁通的代数和应等于零 磁压（磁位差）：H沿路径的线积分称该路径上的磁压。 Um=∫Hdl 磁势：磁场回路所匝链的电流 F=∑I 磁势、磁压的单位均为：A 磁路的基尔霍夫第二定律 沿着任一闭合回路，其总磁压等于总磁势 第二节 铁磁材料及其磁化特性 不同的磁性材料有不同的磁导率 同一材料当其磁通密度不同时，亦有不同的磁导率 四、铁心损耗(磁滞损耗和涡流损耗) 磁滞损耗 铁磁材料置于交变磁场中时，材料被反复交变磁化．与此同时，磁畴相互间不停地摩擦、消耗能量、造成损耗，这种损耗称为磁滞损耗。 磁带损耗PFe与磁场交变的频率f、铁心的体积V和磁滞回线的面积成正比 。 涡流损耗 因为铁心是导电的．故当通过铁心的磁通随时间变化时，根据电磁感应定律，铁心中将产生感应电动势，并引起环流。这些环流在铁心内部围绕磁通作旋涡状流动．称为涡流，涡流在铁心中引起的损耗，称为涡流损耗。 磁场储能 磁场是一种特殊形式的物质，磁场中能够储存能量，在磁场建立过程中，能量由外部能源转换而来。 电机——通过磁场储能来实现机、电能量转换 体积能量密度 磁场能量主要存储在气隙中 电机的制造材料 导电、导磁、绝缘、散热和机械支撑 铜是最通用的导电材料 钢铁是良好的导磁材料为了减小铁芯中的涡流损耗，导磁材料应当用薄片钢，称为电工钢片（硅钢片）。成分中含有少量的硅，