3-1 磁场与电磁感应(课件）-《电工电子技术与技能》同步教学（大象版）

§3-1 磁场的基本知识 §3-2 电磁感应 ※磁场 ※磁场对电流的作用力 主要内容 主题3 磁场与电磁感应 ※电流的磁效应 ※磁场的主要物理量 §3-1 磁场的基本知识 ※磁场 主题3 磁场与电磁感应 磁性： 能够吸引铁、钴、镍及其合金的性质。 具有磁性的物体称为磁体。 磁体： 磁极： 磁体上体现磁性最强的两端称为磁极，分别叫做南极（S）和北极（N）；同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。 磁场： 是存在与磁体周围的一种特殊物质，具有力和能的性质。 磁感方向： 在磁场中的任一点，小磁针受到磁场力作用时N极所指的方向规定为该点的磁场方向。 磁感线： 磁感线是一种人为引入、用于形象描述磁场特征的有向回线；磁感线的切线方向表示该点的磁场方向，疏密程度表示磁场强弱。 条形磁铁磁场 地球磁场 §3-1 磁场的基本知识 ※电流的磁效应 主题3 磁场与电磁感应 产生磁场的根本原因在于电流，任何磁场说到底都是由于电荷运动形成的，这就是磁的电本质。 一、直线电流形成的磁场 右手螺旋法则判定：右手握住直导体，大拇指的指向为电流方向，则四指的环绕方向为磁感线的方向。 奥斯特实验 直线电流磁场 直线电流 §3-1 磁场的基本知识 ※电流的磁效应 主题3 磁场与电磁感应 三、通电螺线管的磁场 右手螺旋法则：右手握住螺线管，四指的环绕方向为电流方向，则大拇指的指向为螺线管内部的磁感线方向。 二、环形电流形成的磁场 右手螺旋法则：右手握住环形导体，四指的环绕方向为电流方向，则大拇指的指向为环形导体内部的磁感线方向。 环形电流 通电螺线管 螺线管的磁场 §3-1 磁场的基本知识 ※ 磁场的主要物理量 主题3 磁场与电磁感应 一、磁感应强度 磁感应强度是来描述磁场强弱和方向基本物理量的，常用符号 B 表示，其定义为 式中 F ——通电导体在磁场受到的磁场力；     I ——导体中的电流；     l ——导体的有效长度 * 磁感应强度 B 由磁场本身决定，当导体电流为 0 时，F 为 0 ，但 B 不为 0 ，F 与I · l 的比值为常数不变。 单位：特斯拉（T） 磁感应强度 §3-1 磁场的基本知识 ※ 磁场的主要物理量 主题3 磁场与电磁感应 二、磁通量 磁通又称磁通量，是表示磁场中穿过某截面的磁感线的总数，用符号 Φ 表示 式中 B——磁感应强度，单位 T；     S——截面的面积，单位 m 2 ；     α——磁场方向与截面的夹角。 单位：Wb （韦伯） §3-1 磁场的基本知识 ※ 磁场的主要物理量 主题3 磁场与电磁感应 三、磁导率 磁导率表示磁介质导磁性能的物理量，用 μ 表示，不同的磁介质磁导率不同。在国际单位制中，磁导率的单位 是 H/m（亨 / 米）。 真空的磁导率是一常数，用 μ 0 表示，即 相对磁导率为某物质的磁导率与真空中的磁导率的比值，即 反磁性物质 顺磁性物质 铁磁性物质 分类： 非铁磁性物质 §3-1 磁场的基本知识 ※ 磁场的主要物理量 主题3 磁场与电磁感应 四、磁场强度 磁场强度是用来描述形成磁场的的物理量，定义式为 当磁介质发生变化时磁感应强度发生变化，而形成该磁场的本质并未发生变化，故磁场强度未发生变化。 磁场强度的大小只与形成该磁场的电流大小及导体的外形尺寸有关，而与磁介质无关。 单位：安/米（A/m） 通电螺线管内部磁场强度为： §3-1 磁场的基本知识 ※ 磁场对电流的作用力 主题3 磁场与电磁感应 一、磁场对通电直导体的作用力 1.电磁力的大小 2.电磁力的方向 左手定则：伸出左手，使大拇指跟其余四指垂直，并都跟手掌在一个平面内，让磁感线垂直穿入手心，四指指向电流方向，大拇指所指的方向即为通电直导线在磁场中所受电磁力的方向。 磁场对电流的作用力 磁场对直导体作用力 左手定则 二、磁场对通电线圈的作用 §3-1 磁场的基本知识 ※ 磁场对电流的作用力 主题3 磁场与电磁感应 磁场中的通电线圈 俯视图 ab边所受力F1＝NBIlab，力矩M1＝F1loacosθ cd边所受力F2＝NBIlcd，力矩M2＝F2lodcosθ M=NBIScosθ 电流表的结构与原理 线圈所受转矩： §3-2 电磁感应 主题3 磁场与电磁感应 一、电磁感应现象 1831年英国科学家迈克尔·法拉第通过实验发现：无论是部分导体切割磁感线还是闭合电路中磁通量发生变化，都能产生电流，这就是所谓的电磁感应现象，就是利用磁场产生电流的现象，产生的电流称为感应电流。产生感应电流的条件是有两个： （1）须闭