汽车电工电子技术课件 任务1磁场与磁路.pptxVIP

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4.1磁场与磁路演讲人

4.1.1磁场的概念及性质磁场是存在于磁体周围的一种特殊物质。英国物理学家法拉第提出,在电荷、电流或磁体周围存在着一种被他称为“场”的物质,正是这种“场”传递着电或磁的作用,他还进一步把这种看不见、摸不着的“场”用“场线”给出形象化的描绘,提出电场线和磁场线的概念。显然这个“场”已经得到世界的公认。

磁场线,又称磁感线或磁力线,为了形象地描述磁场的强弱和方向,我们在磁场里画出一系列有方向的曲线,并使曲线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致,这些曲线叫做磁感线。如图4.1所示。

4.1.1磁场的概念及性质它虽然在实际中看不见摸不着,但我们不妨可以通过某种手段去“观察”它。大家也可以做个小实验,在一块磁铁周围撒上一层薄薄的铁粉,如图4.2中所示。不难发现,磁场线其实是一些闭合曲线,且越靠近磁极,铁粉越密。a)条形磁铁磁感线b)马蹄形磁铁磁感线

图4.1磁铁磁场的磁感线分布

4.1.1磁场的概念及性质另外,大家也可以拿小磁针放在磁铁周围的不同位置,就可以发现指针的方向是变化的。小磁针在磁场中某点静止时N极所指的方向为该点的磁场方向。

总而言之,磁体周围存在磁场,磁场可以用磁感线表示,磁感线是有方向的,在磁体内部是从南极指向北极,在磁体外部是从北极出来再进入南极,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。

图4.2磁铁周围铁粉的分布

4.1.2描述磁场的基本物理量大家对磁有了一定的认识后,我们接着来学习磁场中的基本物理量。一、磁场的基本物理量1、磁感应强度B磁感应强度是表征磁场中某点的磁场强弱和方向的基本物理量,用符号B表示,是一个矢量,与电流的方向之间符合右手螺旋定则。其大小定义为:其中,F为导体段所受的安培力I为流过导体的电流l为导体段的长度单位是T(特斯拉)。各点磁感应强度大小相等,方向相同的磁场,称为均匀磁场,也称匀强磁场。

4.1.2描述磁场的基本物理量2、磁通量Φ磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积S的乘积,称为通过该面积的磁通量,简称磁通,用Φ表示,单位是Wb(韦伯),它是一个标量。1T=1Wb/m2Φ=ΒS3、磁导率μ磁导率是一个用来表示磁场介质磁性的物理量,也就是用来衡量物质导磁能力的物理量,用符号μ表示,单位是H/m(亨/米),其值由介质的性质所决定。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。。其它任一介质的磁导率与真空的磁导率的比值称为相对磁导率,用μ_r表示,即μ_r=μ/μ_0。不同材料的相对磁导率μ_r相差很大。非铁磁材料如空气、木材、玻璃、铜、铝和绝缘材料等,它们的磁导率接近于真空磁导率μ_0。而铁磁材料如铁、镍、钴及其合金、硅钢片等的磁导率比非铁磁材料的要高〖10〗^2~〖10〗^6倍。

4.1.2描述磁场的基本物理量磁场介质的磁导率越大,材料的导磁能力就越好,所以磁感线大多数沿铁磁物质流通,只有少部分沿非铁磁物质散播。4、磁场强度H磁场中各点磁感应强度的大小与介质的性质有关,因此使磁场的计算显得比较复杂。为了简化计算,便引入磁场强度这一物理量,它与周围介质无关。磁场强度用符号H表示,单位是A/m(安/米),它也是一个矢量。磁场强度也是表征磁场性质的一个基本物理量,它和磁感应强度B之间的关系为B=μH或H=B/μ。

4.1.3铁磁性材料及其性质根据相对磁导率的大小,可把材料分为非铁磁性材料和铁磁性材料。相对磁导率(r≈1的材料为非铁磁性材料,如空气、木材、纸、铝、铬、铂、氢、铜等。相对磁导率远大于1,其可达几百甚至数万以上的材料为铁磁性材料,如铁、钴、镍、硅钢、坡莫合金、铁氧体等。一、铁磁性材料特点1.高导磁性铁磁性材料的磁导率通常都很高,即mr1(如坡莫合金,其mr可达2′105)。铁磁性材料能被强烈的磁化,具有很高的导磁性能。铁磁性物质能被磁化的内因是由于其内部有许多天然的磁性区域——磁畴,在没有外界磁场的作用时,内部磁畴排列杂乱无章,这些小磁畴本身所具有的磁性相互抵消,所以对外不呈现磁性。但在外界磁场的作用下,其内部磁畴开始偏转,逐步排列整齐,且方向趋于外界磁场方向,形成附加磁场,因此,在铁磁材料两端就显示磁性,这个过程称为磁化。铁磁性材料在外磁场作用下磁化,使得原磁场大为增强,因此其导磁率高。非铁磁性物质内部没有磁畴结构,在外磁场作用下不会产生磁化,故导磁率低。工程上利用铁磁性材料的高导磁性,将电动机、变压器及其它许多电工设备的线圈都绕制在铁磁性材料上,以便用较小的励磁电流产生较大的磁场。

4.1.3铁磁性材料及其性质铁磁性物质的磁化特性可用磁化曲线来表示,如图4.3所示。各种铁磁性

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