磁与电磁知识.ppt

关于磁与电磁知识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条形磁铁的磁感线第2页,共23页，星期六，2024年，5月磁通量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或图3．3通电直导线的磁场图3．4通电线圈的磁场第3页,共23页，星期六，2024年，5月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，即或真空中的磁导率是一个常数，用μ0表示，即μ0＝4π×10-7H/m第4页,共23页，星期六，2024年，5月3．1．2磁场中的基本物理量5．磁场强度H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。第5页,共23页，星期六，2024年，5月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，回路中就有电流通过。这种现象称为电磁感应。2．感应电动势如果导线在磁场中，做切割磁感线运动时，就会在导线中感应电动势。其大小为当导线运动方向与与导线本身垂直，而与磁感线方向成角时，导线切割磁感线产生的感应电动势的大小为：感应电动势的方向可用右手定则判定：伸开右手，让拇指与其余四指垂直，让磁感线垂直穿过手心，拇指指向导体的运动方向，四指所指的就是感应电动势的方向。如图3．6（a）所示。第6页,共23页，星期六，2024年，5月3．2电磁感应图3．5电磁感应实验第7页,共23页，星期六，2024年，5月3．2电磁感应将磁铁插入线圈，或从线圈抽出时，导致磁通的大小发生变化，根据法拉第定律：当与线圈交链的磁场发生变化时，线圈中将产生感应电动势，感应电动势的大小与线圈交链的磁通变化率成正比。感应电动势的大小为[e是感应电动势，单位为伏（V）。]如果线圈有N匝，而且磁通全部穿过N匝线圈，则与线圈相交链的总磁通为，称为磁链，用“”表示，单位还是。