《电工基础》考前概念梳理与常考题选讲 第5讲、磁场和磁路

《电工基础》概念梳理与常考题选讲 第5讲、磁场和磁路 主讲人：郭老师 1 一、考纲要求 2 (1)理解掌握描述磁场的主要物理量(磁感线、磁感应强度、磁通、磁场强度、磁导 率等)，了解匀强磁场的性质。 (2)熟练运用安培定则(右手螺旋定则)判断电流周围的磁场。 (3)理解磁场对电流的作用力公式和左手定则，了解磁场对通电线圈的作用。 (4)了解铁磁物体的磁化曲线、磁滞回线以及常用磁性材料的磁性能和在工程技术 上的应用。 (5)了解磁通势、磁阻的概念以及磁路欧姆定律的应用。 3 二、知识梳理 4 1.磁性 某些物体具有吸引铁、钴、镍等物质的性质称为磁性；具有磁性的物体称为 磁体；磁体上磁性最强的部位称为磁极。任何磁铁都有一对磁极，分别是南极、 北极。磁极之间存在着相互作用力，同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引。 南极和北极总是成对出现并且强度相等，不存在独立的S极或N极。 5 2.磁感线的特点 (1)曲线上任意一点的切线方向(与曲线上箭头所指方向关联)，表示曲线上该点的磁 场方向。 (2)在磁铁外部，磁感线从N极到S极；在磁铁内部，磁感线从S极到N极。磁感线是 闭合曲线。 (3)磁场的强弱可用磁感线的疏密表示，磁感线密的地方磁场强，疏的地方磁场弱。 6 3.电流的磁效应 通电导体的周围存在着磁场的现象称为电流的磁效应。 磁场方向的判断方法：安培定则(右手螺旋定则)。 (1)直线电流的磁场：右手握住导线并把拇指伸开，用拇指指向电流方向，那么四 指环绕的方向就是磁场方向。 (2)通电螺线管的磁场：右手握住螺线管并把拇指伸开，弯曲的四指表示电流的方 向，拇指所指的方向就是通电螺线管的磁场北极的方向。 (3)环形电流的磁场：让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致，伸直的大拇指所 指的方向就是环形导线中心轴线上磁感线的方向。 7 4.磁感应强度 用来表征某处磁场的强弱和方向的主要物理量。磁感应强度是矢量，磁场中 某点磁感线的切线方向就是该点磁感应强度的方向。其定义式为，单位 为T(特［斯拉 。 匀强磁场：如果磁场中各点的磁感应强度相等，方向相同，这样的磁场称为 匀强磁场。匀强磁场的磁感线是相互平行、等距且方向一致的。 5.磁通 在磁场中，穿过与磁场方向垂直的某一截面的磁感线的总数量称为磁通。定 义式为，单位为Wb(韦［伯。。 8 6.磁导率 用来表示媒介质导磁性能的物理量，单位为。真空中的磁导率是一个常 数，用来表示，。 相对磁导率()：媒介质的磁导率与真空磁导率的比值称为这种媒介质的相对 磁导率。，相对磁导率是没有单位的量。 根据的大小，可将物质分为以下三类： (1)顺磁物质，其磁导率略大于1，如空气、氧、锡、铝、铅等。 (2)反磁物质，其磁导率略小于1，如氢、铜、石墨、银等物质。在磁场中放置反 磁物质，磁感应强度减小。 9 (3)铁磁物质，其磁导率远大于1，如铁、钢、铸铁、钴等物质。在磁场中放置铁 磁物质，可使磁感应强度增加几千倍甚至几万倍。 7.磁场强度 某点的磁感应强度与介质磁导率的比值称为该点的磁场强度。定义式为 ，单位为。磁场强度是矢量，其方向与该点的磁感应强度方向相同。 磁场强度与介质的磁导率无关，而磁感应强度与介质的磁导率有关。 10 8.磁化 原来没有磁性的物体，在外磁场作用下产生磁性的现象称为磁化。只有铁磁 物质才能被磁化，非铁磁物质则不能被磁化。 磁化曲线：表示铁磁物质中的磁感应强度与外加磁场强度间关系的曲线称 为磁化曲线。它反映了铁磁物质的磁化特性。 磁滞回线：对铁磁材料反复磁化，得到的近似闭合的曲线称为磁滞回线。 根据磁滞回线形状的不同将铁磁性材料分为软磁材料、硬磁材料和矩磁材料。 11 9.磁路 磁通所经过的闭合路径称为磁路。全部在磁路内部闭合的磁通称为主磁通； 部分经过磁路，部分经过磁路周围物质的闭合磁通称为漏磁通。 磁路中的基本物理量： (1)磁阻：导磁材料对磁通的阻挡作用。，单位为。 (2)磁通势：通过线圈的电流和线圈匝数的乘积，称为磁通势。，单位为 A(安［培 。 12 (3)磁通：垂直穿过导磁材料某一截面的磁感线的总数称为磁通。，单位 Wb(韦［伯 。 磁路欧姆定律：通过磁路的磁通与磁通势成正比，与磁阻成反比。公式为 。 13 10.磁场对电流的作用 (1)磁场对载流直导线的作用力：①作用力大小由公式计算，式中的 是导体中电流方向与磁场方向之间的夹角。②作用力的方向可以由左手定则来确 定。伸出左手，让拇指和其余四指在同一平面内，拇指与四指垂直，磁感线从手 心穿入，四指与导线中的电流方向一致，拇指所指的方向就是导线的受力方向。 (2)磁场对通电矩形线圈的力偶矩，式