中职专业课劳动版电工学2022-2023学年高一上§４-１磁场及电磁感应课件

§4-1 磁场与电磁感应 一、电流的磁场 用铁屑模拟磁场分布 第四章 变压器与电动机 当两个磁极靠近时,它们之间会产生相互作用的力:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。 在磁体周围的空间中存在着一种特殊的物质——磁场,磁极之间的作用力就是通过磁场进行传递的。 根据铁屑的分布和磁场中各点的小磁针N极的指向,我们可以画出一些曲线来描述磁场。这样的曲线称为磁感线。 1．磁场与磁感线 第四章 变压器与电动机 蹄形磁铁的磁感线及磁感线方向与磁场方向 在磁体外部由N极指向S极,在磁体内部由S极指向N极。磁感线是闭合曲线。 第四章 变压器与电动机 把小磁针放在通电导线下方,小磁针转动 接通电源,绕上漆包线的铁钉也就成了磁铁 2．电流的磁场 不仅磁铁能产生磁场，电流也能产生磁场，这种现象称为电流的磁效应。 第四章 变压器与电动机 右手螺旋定则 用右手握住导线,让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致,则弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向 用右手握住通电螺线管,让弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致,则大拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向,也就是通电螺线管的磁场N极的方向 第四章 变压器与电动机 二、磁场对电流的作用 1．磁场对通电直导体的作用 通常把通电导体在磁场中受到的力称为电磁力，也称安培力。 第四章 变压器与电动机 左手定则 平伸左手,使大拇指与其余四个手指垂直,并且都跟手掌在同一个平面内,让磁感线垂直穿入掌心,并使四指指向电流的方向,则大拇指所指的方向就是通电导体所受电磁力的方向。 第四章 变压器与电动机 在磁场中,垂直于磁场方向的通电导线,所受电磁力F与电流I和导线长度L的乘积IL的比值称为该处的磁感应强度,用B表示,即 B=F/IL 磁感应强度的单位是特斯拉(T),简称特。 磁感应强度是个矢量,它的方向就是该点的磁场的方向。 第四章 变压器与电动机 设在磁感应强度为B的均匀磁场中,有一个与磁场方向垂直的平面,面积为S,我们把B与S的乘积定义为穿过这个面积的磁通量,简称磁通。用Φ表示,则有 Φ=BS 磁通的单位是韦伯(Wb),简称韦。 第四章 变压器与电动机 a)通入同方向电流的平行导线相互吸引 b)通入反方向电流的平行导线相互排斥 2．通电平行直导线间的作用 第四章 变压器与电动机 3．磁场对通电线圈的作用 磁场对通电矩形线圈的作用是电动机旋转的基本原理。许多利用永久磁铁来使通电线圈偏转的磁电式仪表，也利用这一原理制成的。 直流电动机原理 磁电式仪表 第四章 变压器与电动机 三、电磁感应 为什么发电机能发出电来？ 为什么变压器的两个绕组相互绝缘，其中一个绕组通入交流电压，另一个绕组也能产生电压？ 变压器 一台大型发电机的转子 第四章 变压器与电动机 1.电磁感应现象 电流能产生磁场，那么磁场能否产生电流呢？ 第四章 变压器与电动机 将一条形磁铁放置在线圈中，当其静止时，检流计的指针不偏转，但将它迅速地插入或拔出时，检流计的指针都会发生偏转，说明线圈中有电流。 这种利用磁场产生电流的现象称为电磁感应现象，产生的电流称为感应电流，产生感应电流的电动势称为感应电动势。 第四章 变压器与电动机 2. 电磁感应定律 在线圈回路中产生感应电动势和感应电流的原因是由于磁铁的插入和拔出导致线圈中的磁通发生了变化。 楞次定律指出了磁通的变化与感应电动势在方向上的关系，即：感应电流产生的磁通总是阻碍原磁通的变化。 （1）楞次定律 第四章 变压器与电动机 （2）法拉第电磁感应定律 如果改变磁铁插入或拔出的速度，就会发现，磁铁运动速度越快，指针偏转角度越大，反之越小。而磁铁插入或拔出的速度，反映的是线圈中磁通变化的速度。即：线圈中感应电动势的大小与线圈中磁通的变化率成正比。这就是法拉第电磁感应定律。 第四章 变压器与电动机 用ΔΦ表示时间间隔Δt内一个单匝线圈中的磁通变化量，则一个单匝线圈产生的感应电动势的大小为 如果线圈有N匝，则感应电动势的大小为 第四章 变压器与电动机 3．感应电动势的产生 第四章 变压器与电动机 感应电动势的方向可用右手定则判断。平伸右手，大拇指与其余四指垂直，让磁感线穿入掌心，大拇指指向导体运动方向，则其余四指所指的方向就是感应电动势的方向。 第四章 变压器与电动机 当导体、导体运动方向和磁感线方向三者互相垂直时，导体中的感应电动势为： e = Blv 如果导体运动方向与磁感线方向有一夹角α，则导体中的感应电动势为 e = Blvsinα 第四章 变压器与电动机 发电机就是应用导线切割磁感线产生感应电动势的原理发电的，实