电工基础第四章磁场与电磁感应教案.docx
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_05.gif)
《电工基础第四章磁场与电磁感应教案.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电工基础第四章磁场与电磁感应教案.docx(13页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第四章磁场和电磁感应第一节电流的磁效应一、 磁场1磁场:磁体四周存在的一种特别的物质叫磁场。磁体间的互相作用力是通过磁场传送的。磁体间的互相作用力称为磁场力,同名磁极互相排挤,异名磁极互相吸引。2磁场的性质:磁场具有力的性质和能量性质。3磁场方向:在磁场中某点放一个可自由转动的小磁针,它N极所指的方向即为该点的磁场方向。二、磁感线1磁感线条形磁铁的磁感线图5-2 条形磁铁的磁感线在磁场中画一系列曲线,使曲线上每一点的切线方向都与该点的磁场方向一样,这些曲线称为磁感线。如图所示。磁感线2特点(1) 磁感线的切线方向表示磁场方向,其疏密程度表示磁场的强弱。(2) 磁感线是闭合曲线,在磁体外部,磁感
2、线由N极出来,绕到S极;在磁体内部,磁感线的方向由S极指向N极。(3) 随意两条磁感线不相交。说明:磁感线是为探讨问题便利人为引入的假想曲线,事实上并不存在。图5-2所示为条形磁铁的磁感线的形态。3匀强磁场在磁场中某一区域,若磁场的大小方向都一样,这局部磁场称为匀强磁场。匀强磁场的磁感线是一系列疏密匀称、互相平行的直线。三、电流的磁场1电流的磁场直线电流所产生的磁场方向可用安培定则来断定,方法是:用右手握住导线,让拇指指向电流方向,四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。环形电流的磁场方向也可用安培定则来断定,方法是:让右手弯曲的四指和环形电流方向一样,伸直的拇指所指的方向就是导线环中心轴线上的磁
3、感线方向。螺线管通电后,磁场方向仍可用安培定则来断定:用右手握住螺线管,四指指向电流的方向,拇指所指的就是螺线管内部的磁感线方向。2电流的磁效应电流的四周存在磁场的现象称为电流的磁效应。电流的磁效应提醒了磁现象的电本质。第二节磁场的主要物理量一、磁感应强度磁场中垂直于磁场方向的通电直导线,所受的磁场力F与电流I和导线长度l的乘积Il的比值叫做通电直导线所在处的磁感应强度B。即 磁感应强度是描绘磁场强弱和方向的物理量。磁感应强度是一个矢量,它的方向即为该点的磁场方向。在国际单位制中,磁感应强度的单位是:特斯拉(T)。用磁感线可形象的描绘磁感应强度B的大小,B较大的地方,磁场较强,磁感线较密;B较
4、小的地方,磁场较弱,磁感线较稀;磁感线的切线方向即为该点磁感应强度B的方向。匀强磁场中各点的磁感应强度大小和方向均一样。二、磁通在磁感应强度为B的匀强磁场中取一个与磁场方向垂直,面积为S的平面,则B与S的乘积,叫做穿过这个平面的磁通量 F,简称磁通。即F = BS磁通的国际单位是韦伯(Wb)。由磁通的定义式,可得 即磁感应强度B可看作是通过单位面积的磁通,因此磁感应强度B也常叫做磁通密度,并用Wb/m2作单位。三、磁导率1磁导率 m磁场中各点的磁感应强度B的大小不仅与产生磁场的电流和导体有关,还与磁场内媒介质(又叫做磁介质)的导磁性质有关。在磁场中放入磁介质时,介质的磁感应强度B将发生变更,磁
5、介质对磁场的影响程度取决于它本身的导磁性能。物质导磁性能的强弱用磁导率 m 来表示。m 的单位是:亨利/米(H/m)。不同的物质磁导率不同。在一样的条件下,m 值越大,磁感应强度B越大,磁场越强;m 值越小,磁感应强度B越小,磁场越弱。真空中的磁导率是一个常数,用 m0表示m0 = 4p 10-7 H/m2相对磁导率 m r为便于对各种物质的导磁性能进展比拟,以真空磁导率 m0为基准,将其他物质的磁导率 m 与 m0比拟,其比值叫相对磁导率,用 mr表示,即根据相对磁导率 m r的大小,可将物质分为三类:(1) 顺磁性物质:m r 略大于1,如空气、氧、锡、铝、铅等物质都是顺磁性物质。在磁场中
6、放置顺磁性物质,磁感应强度B略有增加。(2) 反磁性物质:m r略小于1,如氢、铜、石墨、银、锌等物质都是反磁性物质,又叫做抗磁性物质。在磁场中放置反磁性物质,磁感应强度B略有减小。(3) 铁磁性物质:m r 1,且不是常数,如铁、钢、铸铁、镍、钴等物质都是铁磁性物质。在磁场中放入铁磁性物质,可使磁感应强度B增加几千甚至几万倍。几种常用铁磁性物质的相对磁导率材 料相对磁导率材 料相对磁导率钴未经退火的铸铁已经退火的铸铁镍软钢17424062011202180已经退火的铁变压器钢片在真空中熔化的电解铁镍铁合金“C”型玻莫合金7000750012 95060 000115 000四、磁场强度在各向
7、同性的媒介质中,某点的磁感应强度B与磁导率 m 之比称为该点的磁场强度,记做H。即磁场强度H也是矢量,其方向与磁感应强度B同向,国际单位是:安培/米(A/m)。必需留意:磁场中各点的磁场强度H的大小只与产生磁场的电流I的大小和导体的形态有关,与磁介质的性质无关。第三节磁场对电流的作用力一、磁场对直线电流的作用力1安培力的大小磁场对放在其中的通电直导线有力的作用,这个力称为安培力。(1) 当电流I的方向与磁感应强度B垂直时,导线受安培力最大,根据磁感应强度可得(2) 当电流I的方向与磁感应强度B平行时,导线不受安培力作用。(3) 如图,当电流I的方向与磁感应强度B之间有肯定夹角时,可将B分解为两
8、个互相垂直的重量: 磁场对通电矩形线圈的作用力矩磁场对直线电流的作用力选自周绍敏教材P.67图5-7一个与电流I平行的重量,B1 = Bcosq;另一个与电流I垂直的重量,B2 = Bsinq。B1对电流没有力的作用,磁场对电流的作用力是由B2产生的。因此,磁场对直线电流的作用力为当 q = 90时,安培力F最大;当 q = 0时,安培力F = 0。2单位公式中各物理量的单位均采纳用国际单位制:安培力F的单位用牛顿(N);电流I的单位用安培(A);长度l的单位用米(m);磁感应强度B的单位用特斯拉(T)。3左手定则安培力F的方向可用左手定则推断:伸出左手,使拇指跟其他四指垂直,并都跟手掌在一个
9、平面内,让磁感线穿入手心,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安培力的方向。由左手定则可知:F B,F I,即F垂直于B、I所确定的平面。二、磁场对通电线圈的作用力矩将一矩形线圈abcd放在匀强磁场中,如图5-4所示,线圈的顶边ad和底边bc所受的磁场力Fad、Fbc大小相等,方向相反,在一条直线上,彼此平衡;而作用在线圈两个侧边ab和cd上的磁场力Fab、Fcd虽然大小相等,方向相反,但不在一条直线上,产生了力矩,称为磁力矩。这个力矩使线圈绕OO 转动,转动过程中,随着线圈平面与磁感线之间夹角的变更,力臂在变更,磁力矩也在变更。当线圈平面与磁感线平行时,力臂最大,线圈
10、受磁力矩最大;当线圈平面与磁感线垂直时,力臂为零,线圈受磁力矩也为零。电流表就是根据上述原理工作的。三、电流表工作原理1构造电流表的构造如图所示。在一个很强的蹄形磁铁的两极间有一个固定的圆柱形铁心,铁心外套有一个可以绕轴转动的铝框,铝框上绕有线圈,铝框的转轴上装有两个螺旋弹簧和一个指针,线圈两端分别接在这两个螺旋弹簧上,被测电流就是经过这两个弹簧流入线圈的。2工作原理如图所示,蹄形磁铁和铁心间的磁场是匀称地辐向分布,这样,不管通电线圈转到什么方向,它的平面都跟磁感线平行。因此,线圈受到的偏转磁力矩M1就不随偏角而变更。通电线圈所受的的磁力矩M1的大小与电流I成正比,即M1 = k1I式中k1为
11、比例系数。线圈偏转使弹簧扭紧或扭松,于是弹簧产生一个阻碍线圈偏转的力矩M2,线圈偏转的角度越大,弹簧的力 q 矩也越大,M2与偏转角 q 成正比,即电流表的构造磁电式电表的磁场图5-6 磁电式电表的磁场M2 = k2q式中k2为比例系数。当M1、M2平衡时,线圈就停在某一偏角上,固定在转轴上的指针也转过同样的偏角,指到刻度盘的某一刻度。比拟上述两个力矩,因为M1 = M2,所以k1I = k2q,即即测量时偏转角度 q 与所测量的电流成正比。这就是电流表的工作原理。这种利用永久性磁铁来使通电线圈偏转到达测量目的的仪表称为磁电式仪表。3磁电式仪表的特点(1) 刻度匀称,灵敏度高,精确度高。(2)
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 电工 基础 第四 磁场 电磁感应 教案
![提示](https://www.deliwenku.com/images/bang_tan.gif)
限制150内