电子课件-《煤矿电工学（第二版）》-A10-3118第四节.ppt

* * * * * * * * * * * 第四节 磁场及电磁感应 3．电感的计算 假定环形螺旋线圈均匀地绕在某种材料做成的圆环上，线圈的匝数为N，圆环的平均周长为l，对于这样的线圈，可近似认为磁通都集中在线圈的内部，而且磁通在截面S上的分布是均匀的。当线圈通过电流为I时，线圈内的磁感应强度B与磁通?分别为： 第四节 磁场及电磁感应 注意 1．线圈的电感是由线圈本身的特性所决定的，它与线圈的尺寸、匝数和媒介质的磁导率有关，而与线圈中有无电流及电流的大小无关。 2．其他近似环形的线圈，在铁心没有饱和的条件下，也可用上式近似计算线圈的电感，此时l是铁心的平均长度；若线圈不闭合，不能用上式计算。 3．由于磁导率不是常数，随电流而变，因此有铁心的线圈其电感也不是一个定值，这种电感称为非线性电感。 第四节 磁场及电磁感应 4．自感电动势 由电磁感应定律，可得自感电动势 将 代入，则： 自感电动势的大小与线圈中电流的变化率成正比。 当线圈中的电流在1s内变化1 A时，引起的自感电动势是1 V，则这个线圈的自感系数就是1 H。 第四节 磁场及电磁感应 5．自感现象的应用 日光灯的镇流器就是利用线圈自感的一个例子。 图1—34 日光灯电路图 第四节 磁场及电磁感应 （1）结构 日光灯主要由灯管、镇流器和启辉器组成。 图1—35 启辉器 灯管内充有稀薄的水银蒸汽，当水银蒸汽导电时，就发出紫外线，使涂在管壁上的荧光粉发出柔和的光。由于激发水银蒸汽导电所需的电压比220 V的电源电压高得多，因此日光灯在开始点亮之前需要一个高出电源电压很多的瞬时电压。在日光灯正常发光时，灯管的电阻很小，只允许通过不大的电流，这时又要使加在灯管上的电压大大低于电源电压。这两方面的要求都是利用跟灯管串联的镇流器来达到的。 启辉器是一个充有氖气的小玻璃泡，里面装有两个电极，一个固定不动的静触片和一个用双金属片制成的U形触片。 第四节 磁场及电磁感应 （2）工作原理 当开关闭合后，电源把电压加在启辉器的两极之间，使氖气放电而发出辉光，辉光产生的热量使U形片膨胀伸长，跟静触片接触而使电路接通，于是镇流器的线圈和灯管的灯丝中就有电流通过。电流接通后，启辉器中的氖气停止放电，U形触片冷却收缩，两个触片分离，电路自动断开。在电路突然断开的瞬间，镇流器的两端产生一个瞬时高压，这个电压和电源电压都加在灯管两端，使灯管中的水银蒸汽开始导电，于是日光灯管成为电流的通路开始发光。在日光灯正常发光时，与灯管串联的镇流器就起着降压限流的作用，保证日光灯的正常工作。 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 第四节 磁场及电磁感应 了解磁场和电磁感应的基本理论及在实际中的应用。 第四节 磁场及电磁感应 在人们的生产生活中，电磁感应应用十分广泛，变压器、汽车防抱死制动系统（ABS）、磁悬浮列车等，这些电磁现象主要应用是电磁感应原理。 第四节 磁场及电磁感应 一、磁现象 1．磁场 磁体周围存在的一种特殊的物质叫磁场。 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。 第四节 磁场及电磁感应 2．磁感线 （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。 图1—23 磁感线 图1—24 条形磁铁的磁感线形状 第四节 磁场及电磁感应 （2）磁感线特点 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。 注意 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。 第四节 磁场及电磁感应 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。 （3）匀强磁场 第四节 磁场及电磁感应 二、电流的磁场 直线电流所产生的磁场方向可用安培定则来判定 图1—25 直线电流安培定则 方法是：用右手握住导线，让拇指指向电流方向，四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。 第四节 磁场及电磁感应 环形电流的磁场方向也可用安培定则来判定 图1—26 环形电流安培定则 方法是：让右手弯曲的四指和环形电流方向一致，伸直的拇指所指的方向就是导线环中心轴线上的磁感线方向。 第四节 磁场及电磁感应 三、磁场的主要物理量 1．磁感应强度 磁场中垂直于磁场方向的通电直导线，所受的磁场力F与电流I和导线长度l的乘积Il的比值叫做通电直导线所在处的磁感应强度B。 即： 第四节 磁场及电磁感应 磁感应强度是描述磁场