第3章 磁场与电磁感应（课件）- 《电工电子技术基础》同步教学（人民邮电版）

第3章 磁场与电磁感应 3.1 磁场 3.2 磁场的主要物理量 3.3 磁场对电流的作用 3.4 磁化与磁性材料 3.5 电磁感应 3.6 自感与互感 3.7 技能训练：验证楞次定律 内 容 3.1 磁场 3.1.1 磁场的基础知识 3.1.2 电流的磁场 3.1.3 电磁铁 3.1.1 磁场的基础知识 1. 磁性 具有吸引铁、镍、钴等物质的性质称为磁性。 2. 磁体 具有磁性的物质称为磁体。磁体有天然磁体和人造磁体两种。 3. 磁极 磁体上磁性最强的地方称为磁极。 (1)北极（N极） (2)南极（S极） 4. 磁力 磁极间的相互作用力称为磁力。 5. 磁场 磁体周围磁力作用的空间称为磁场。 磁场方向：在磁场中，小磁针静止时N极所指的方向就是磁场方向。 6. 磁感线 (1)定义： 为了直观地把磁场描绘出来，通常引用一些曲线，这些表示磁场状态的曲线称为磁感应线，简称为磁感线。 (2)磁感线的特征： A.磁感线是互不相交的闭合曲线，在磁体外部由N极指向S极，在磁体内部由S极指向N极。 B.磁感线上任意一点的切线方向，就是该点的磁场方向。 C.磁感线越密集的地方磁场越强，磁感线越疏的地方磁场越弱。 3.1.2 电流的磁场 1. 电流的磁效应 电流能产生磁场的现象，称为电流的磁效应。 2. 电流的磁场 (1)通电直导体的磁场----安培定则（右手螺旋定则） 用右手握住直导体，让伸直的大拇指所指的方向与电流方向一致，那么弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。 (2)通电螺线管的磁场----安培定则（右手螺旋定则） 用右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向与电流方向一致，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N极。 1. 电磁铁的概念 应用电流产生磁场的原理，利用磁能吸引铁的特性而制成的一种电器称为电磁铁。 3.1.3 电磁铁 2. 电磁铁的结构 一般由励磁线圈、铁心和衔铁三个主要部分组成。 3. 电磁铁的工作原理 当励磁线圈中通过一定数值的电流时，铁心被磁化并对衔铁产生电磁吸力，将衔铁吸向铁心。线圈断电后，电磁吸力消失，衔铁借助反作用弹簧的作用力返回原来位置（复位）。 4. 电磁铁的种类 (1)按励磁电流的不同分为：直流电磁铁和交流电磁铁。 (2)按用途和结构特点分为：起重用电磁铁和控制、保护用电磁铁。 5. 电磁铁的特点 动作迅速、灵敏、容易控制。 3.2 磁场的主要物理量 3.2.1 磁通 3.2.2 磁感应强度 3.2.3 磁导率 3.2.4 磁场强度 3.2.1 磁通（ ） 通过与磁场方向垂直的某一面积上的磁感线的总数，称为通过该面积的磁通量，简称磁通。 单位：韦伯（Wb） F 3.2.2 磁感应强度（B） 1. 磁感应强度 与磁场方向垂直的单位面积上的磁通，称为磁感应强度。 单位：特斯拉（T） 方向：磁感线上某点的切线方向，就是该点磁感应强度的方向。 2.均匀磁场 若磁场中各点的磁感应强度的大小和方向都相同，这种磁场称为均匀磁场。 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 3.2.3磁导率（μ） 1. 磁导率 磁导率是衡量物质导磁性能的物理量。 单位：亨利/米（H/m） 真空中的磁导率μ0 = 4π×10-7H/m 2. 相对磁导率（ μr ） 任一物质的磁导率与真空中磁导率的比值称为相对磁导率。 3. 物质的种类 (2)反磁物质（μr稍小于1）：如氢、铜等 (1)顺磁物质 (μr稍大于1）：如空气、铝、铬、铂等 (3)铁磁物质（μr远大于1）：如铁、镍、钴及其合金等 表3.1 几种常用铁磁物质的相对磁导率 铁磁物质 相对磁导率 铁磁物质 相对磁导率 钴 2180 已经退火的铁 7000 未经退火的铸铁 1120 硅钢片 7500 已经退火的铸铁 620 真空中熔化的电解铁 12950 镍 240 镍铁合金 60000 软钢 174 C型坡莫合金 115000 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 3.2.4 磁场强度