真空中恒定磁场.ppt

讨论：（1）?=?/2，线圈平面与磁场方向相互平行，力矩最大，这一力矩有使?减小的趋势。（2）?=0，线圈平面与磁场方向垂直，力矩为零，线圈处于平衡状态。（3）?=?，线圈平面与磁场方向相互垂直，力矩为零，但为不稳定平衡，与反向，微小扰动，磁场的力矩使线圈转向稳定平衡状态。综上所述，任意形状不变的平面载流线圈作为整体在均匀外磁场中，受到的合力为零，合力矩使线圈的磁矩转到磁感应强度的方向。磁场对载流线圈的作用第96页,共110页，星期六，2024年，6月3.磁电式电流计磁电动圈式电流计第97页,共110页，星期六，2024年，6月当电流通过线圈时，线圈所受的磁力矩的大小不变（1）当电流计中通过恒定电流时为游丝的扭转常量，对于一定的游丝来说是常量。当线圈转动时，游丝被卷紧，游丝给线圈的扭转力矩与线圈转过的角度成正比，即：磁电式电流计第98页,共110页，星期六，2024年，6月当线圈受到的磁力矩和游丝给线圈的扭转力矩相互平衡时，线圈就稳定在这个位置，此时：式中，是恒量，称为电流计常量，它表示电流机偏转单位角度时所需通过的电流。磁电式电流计磁电式电流计的工作原理：值越小，电流计越灵敏。因此，线圈偏转的角度与通过线圈的电流成正比关系，这样即可从指针所指的位置来测量电流。第99页,共110页，星期六，2024年，6月（2）在电流计中通以一个短促的电流脉冲时在通电的极短时间内，电流计的线圈将受到一个冲量矩的作用:按角动量原理，应有：是线圈的转动惯量磁电式电流计第100页,共110页，星期六，2024年，6月线圈在最大偏转角时的弹性势能等于线圈起动时的初动能:为悬丝的扭转常量将（1）（2）（3）三式合并得到：磁电式电流计冲击电流计的工作原理:从线圈的最大偏转角可以测定电流脉冲通过时(例如电容器放电时)的电荷量。第101页,共110页，星期六，2024年，6月§11-9行载流导线间的相互作用力计算平行载流导线间的作用力，利用毕—萨定律与安培定律，求出其中一根导线的磁场分布，再计算其它载流导线在磁场中受到的安培力。1.电流单位“安培”的定义安培基准第102页,共110页，星期六，2024年，6月计算CD受到的力，在CD上取一电流元：式中为与间的夹角同理可以证明载流导线AB单位长度所受的力的大小也等于，方向指向导线CD。电流单位“安培”的定义第103页,共110页，星期六，2024年，6月表明：两个同方向的平行载流直导线，通过磁场的作用，将相互吸引。反之，两个反向的平行载流直导线，通过磁场的作用，将相互排斥，而每一段导线单位长度所受的斥力的大小与这两电流同方向的引力相等。“安培”的定义：真空中相距1m的二无限长而圆截面极小的平行直导线中载有相等的电流时，若在每米长度导线上的相互作用力正好等于，则导线中的电流定义为1A。电流单位“安培”的定义第104页,共110页，星期六，2024年，6月§11-10磁力的功1.载流导线在磁场中运动时磁力所作的功设有一匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于纸面向外，磁场中有一载流的闭合电路，电路中的导线长度为，可以沿着和滑动。假定当滑动时，电路中电流保持不变，按安培定律，载流导线在磁场中所受的安培力在纸面上，指向如图所示，的大小第105页,共110页，星期六，2024年，6月在力作用下，将从初始位置沿着力的方向移动，当移动到位置时磁力所作的功导线在初始位置时和在终了位置时，通过回路的磁通量分别为：磁力所作的功为：载流导线在磁场中运动时磁力所作的功第106页,共110页，星期六，2024年，6月上式说明当载流导线在磁场中运动时，如果电流保持不变，磁力所作的功等于电流乘以通过回路所环绕的面积内磁通量的增量，也即磁力所作的功等于电流乘以载流导线在移动中所切割的磁感应线数。载流导线在磁场中运动时磁力所作的功第107页,共110页，星期六，2024年，6月2.载流线圈在磁场内转动时磁力所作的功载流导线在磁场中运动时磁力所作的功设线圈转过极小的角度，使与之间的夹角从增为，磁