磁与电磁知识.ppt

3 ． 1 磁场及其基本物理量 3 ． 1 ． 1 磁场 案例 3 ． 1 在日常学习、生活中，我们大家使用较多的电器：收录 两用机。收录机用于记录声音的器件是磁头和磁带。磁头由环形心、 绕在铁心两侧的线圈和工作气隙组成。环形铁心由软磁材料制成。收 录机中的磁头包括录音磁头和放音磁头。声音的录音原理利用了磁场 的特点与性质，首先将声音变成电信号，然后将电信号记录在磁上； 放音原理同样利用磁场的特点与性质，再将记录在磁带上的电信号变 换成声音播放出来。 1 ．磁体与磁感线 将一根磁铁放在另一根磁铁的附近，两根磁铁的磁极之间会产生互相作 用的磁力，同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引。磁极之间相互作用 的磁力，是通过磁极周围的磁场传递的。磁极在自己周围空间里产生的 磁场，对处在它里面的磁极均产生磁场力的作用 。 磁场可以用磁感线来表示，磁感线存在于磁极之间的空间中。磁 感线的方向从北极出来，进入南极，磁感线在磁极处密集，并在该处 产生最大磁场强度，离磁极越远，磁感线越疏。 2 ．磁场与磁场方向判定 磁铁在自己周围的空间产生磁场， 通电导体在其周围的空间也产生磁 场。 条形磁铁周围的磁场方向如图 3 ． 2 所示。 通电直导线产生的磁场如图 3 ． 3 所示，磁感线（磁场）方向可用安 培定则（也叫右手螺旋法则）来判 定。 通电线圈产生的磁场如图 3 ． 4 所 示，磁感线是一些围绕线圈的闭合 曲线，其方向也可用安培定则来判 定。 3 ． 1 ． 1 磁场 图 3 ． 2 条形磁铁的磁感线 磁通量 Φ 的单位为韦伯 (Wb) ，工程上有时用麦克斯韦 (Mx) 。 1Wb ＝ 10Mx 。 3 ．磁导率 μ 磁导率是一个用来表示磁场媒质磁性的物理量 , 也就是用来衡量物质导磁 能力的物理量。 2 ．磁通量 Φ 磁感应强度 B 与垂直于磁场方向的面积 A 的乘积，称为通过该面积的磁 φ 。即 3 ． 1 ． 2 磁场中的基本物理量 BA Φ ＝ A Φ B ? 或 图 3 ． 3 通电直导线的磁场 图 3 ． 4 通电线圈的磁场 3 ． 1 ． 2 磁场中的基本物理量 1 ．磁感应强度 B 磁感应强度 B 是表征磁场中某点的磁场强弱和方向的物理量。 可用磁感线的疏密程度来表示，磁感线的密集度称为磁通密度。 在磁感线密的地方磁感应强度大，在磁感线疏的地方磁感应强 度小。其大小定义为 Il F B ? 式中，为磁感应强度，单位为特斯拉 (T) ，工程上常采用高 (Gs) 。 1Gs =10T 。 3 ． 1 ． 1 磁场 其他任一媒质的磁导率与真空的磁导率的比值称为相对磁导率， 用 表示，即 r ? ? ? 0 ? r ? 0 ? ? ? ? r 或 真空中的磁导率是一个常数，用 μ 0 表示，即 μ 0 ＝ 4π × 10 -7 H/m 3 ． 1 ． 2 磁场中的基本物理量 5 ．磁场强度 H H B ? ? 此式 H 的单位为安／米 (A ／ m) 。 在磁场中，各点磁场强度的大小只与电流的大小和导体的形状有关，而与 媒质的性质无关。 H 的方向与 B 相同，在数值上 3 ． 2 电磁感应 案例 3 ． 2 现代社会，工农业生产和日常生活中，我们都离不开电能，而 我们使用的电能是如何产生的？交流发电机是电能生产的关键部件，而交流 发电机就是利用电磁感应原理来发出交流电的。 1 ．电磁感应现象 在如图 3 ． 5 （ a ）所示的匀强磁场中，放置一根导线 AB ，导线 AB 的两 端分别与灵敏电流计的两个接线柱相连接，形成闭合回路。当导线 AB 在磁 场中垂直磁感线方向运动时，电流计指针发生偏转，表明由感应电动势产 生了电流。如图 3 ． 5 （ b ）所示，将磁铁插入线圈，或从线圈抽出时，同样 也会产生感应电流。 3 ． 2 电磁感应 也就是说，只要与导线或线圈交链的磁通发生变化（包括方向、大小的 变化），就会在导线或线圈中感应电动势，当感应电动势与外电路相接，形 成闭合回路时，回路中就有