电磁原理

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第三章 电磁原理,教学重难点：,重点,：,1,、掌握磁的基本概念：磁场、磁极、磁通量、磁感应强度等。,2,、掌握磁的基本定律：法拉弟电磁感应定律、椤次定律、左手定则、右手定则的内容及应用。,3,、掌握磁场对电流的作用、电磁感应的原理及应用。,难点：,电磁感应定律、左右手定则、自感和互感原理。,一、磁场的基本知识,1,、磁现象,（,1,）磁性：物体能吸引,铁、镍、钴,等金属或它们,合金,的性质,（,2,）磁极：磁体上磁性最强的部位。,(,两端,),分为：,南极（,S,）,北极（,N,）,磁极是,成对,出现的,（,3,）磁力：磁极间的相互作用力。,规律：,同性相斥,异性相吸,（,1,）磁场：磁体周围磁力作用的空间，是一种,特殊,的物质，,具有力和能的性质。,方向：该点小磁针,N,极,静止时的指向。,2,、磁场和磁力线,（,2,）磁力线：为了形象地表示磁场在空间各点的,强弱,和,方向,而引入的一组假想曲线。,特点：,是,互不交叉的闭合曲线；,曲线 上任意一点的,切线方向,就是该点的磁场方向。,其,密疏,表示磁场的,强弱,。,方向,：磁体内部由,S,极,N,极,磁体外部由,N,极,S,极,（,3,）磁化现象：在外磁场的作用下，使原来不显磁性的物质,获得磁性的现象。,（,4,）磁性材料,：,由,铁、镍、钴,及其合金组成的材料,（,1,）软磁材料：易磁化，易去磁。其矫玩力 安,/,米。,常用于变压器、电动机、电磁铁的铁芯。,如：硅钢、电工纯铁。,（,2,）硬磁材料：不易磁化，不易去磁。其矫玩力 安,/,米。,用于制造永久磁铁、扬声器的磁钢。,如：铝镍钴合金。,3,、电流的,磁场,（,1,）、通电直导线的磁场,磁感应线是以导体为,中心的一组,同心圆,。,磁场形状：,3,、电流的,磁场,（,1,）、通电直导线的磁场,磁场方向确定：,用,右手螺旋定则,方法：右手握住导线,大拇指方向,电流方向,四指弯曲方向,磁场方向,电流方向,磁力线方向,（,2,）、通电线圈的磁场,方向：磁体内部由,S,极,N,磁体外部由,N,极,极,S,极,（,2,）、通电线圈的磁场,磁场方向确定：,用,右手螺旋定则,方法：右手握住线圈,大拇指方向,磁场方向,四指弯曲方向,电流方向,电流方向,磁场,N,极,（,1,）磁通量：描述磁场的分布情况的物理量。,符号：,单位：韦伯（,Wb,）,4,、磁场的基本物理量,定义：垂直穿过磁场中,某一截面,的磁力线条数。,（,2,）磁感应强度：描述各点磁场的大小和方向的物理。,符号：,B,单位：特斯拉（,T,）,在,均匀磁场中，,B,与,的关系是：,B =,S,或, = B S,磁感应强度（,T,）,磁场中任一面积（,m,2,）,磁通量（,Wb,）,定义：垂直穿过磁场中,单位面积,的磁力线条数。,二、磁场对电流的作用,1,、磁场对通电直导体的作用力,（,1,）电磁力：通电导体在磁场中所受到力的作用，叫电磁力。,符号：,F,单位：牛顿（,N,）,F = B I L,式,中：,B,为磁场的磁感应强度（,T,）；,I,为电流强度（,A,）,L,为导线的有效长度（,m,）,（,2,）电磁力的大小：,（,3,）电磁力的方向确定：,用,左手定则,方法：平伸,左,手，使四指与拇指垂直,大拇指方向,电磁力,F,方向,掌心方向,磁力线垂直穿过掌心（手心向,N,极）,四指方向,电流,I,方向,N,I,F,2,、磁场对通电直导线的作用力,效果,使通电线圈受力偶作用而,转动,。,(,电动机原理,),F,F,N,S,三、电磁感应,电磁感应现象,变化磁场在导体中产生电动势的现象。,1,、直导体中的感应电动势,（,2,）感应电动势的方向,用,右手定则,判定,（,1,）直导体中的感应电动势的条件：,导体作切割磁力线运动,。,（,3,）感应电动势的大小：,e = B LV,式,中：,B,为磁场的磁感应强度（,T,）；,L,为导线的有效长度（,m,）,V,导线运动速度（,m/S),2,、线圈中的感应电动势,（,2,）线圈中感应电动势的方向,楞次定律,定律内容,感应电流产生的磁通总是企图,阻碍,原磁通的变化。,（增反减同）,（,1,）线圈中的产生感应电动势的条件：,穿过线圈的磁通量发生变化,。,步骤：确定原磁场的方向及其变化趋势。（增或减）,根据“增反减同”原则确定感应电流磁通方向。,根据感应电流磁通方向，用右手螺旋定则确,定感应电流方向。,例：,原,i,e,+,-,感,S,N,步骤：确定原磁场的方向及其变化趋势。（增或减）,根据“增反减同”原则确定感应电流磁通方向。,根据感应电流磁通方向，用右手螺旋定则确,定感应电流方向。,例：,原,i,+,-,S,感,e,（,3,）感应电动势的大小,法拉第电磁感应定律,定律内容,线圈中感应电动势的,大小,与线圈中磁通量的变化,快慢,(,既,变化率,),和线圈匝数,N,的乘积成,正比,.,表达式：,e = N, t,只考虑大小时：,e = N, , t,负号,表示,方向,：通常用楞次定律确定,磁通的变化量,磁通变化的时间,四、自感和互感, 自感现象,由于流过线圈,本身的电流发生变化,，而,引起的,电磁感应现象,叫自感现象。,自感系数：衡量线圈产生,自感磁通,本领的物理量。,用,L,表示，单位：亨利（,H,）,常用单位：毫亨（,mH,）、微亨（,H,）,1H= 10,3,mH,= 10,6,H,自感系数又称电感：它的,大小,与,线圈匝数、形状、大小,及周围,磁介质,的磁导率有关。通常：匝数越多，,L,越大；有铁芯时，,L,大。,1,、自感, 自感电动势大小和方向,大小：,e,L,= N, i, t,方向：用楞次定律判定,（增反减同）,原电流,i,增大,i,L,与,i,方向,相反,原电流,i,减小,i,L,与,i,方向,相同,原电流,i,增大,方向：向上,原电流 减小,方向：向上,i,原,i,L,e,L,+,-,i,原,i,L,e,L,-,（,4,）自感电动势的应用,有利应用,日光灯工作原理, 有害的预防措施,灭弧装置,2,、互感,（,1,）互感现象：由,一个线圈,中的电流发生变化而引起,另一,个线圈,中产生感应电动势的现象。,图 变压器原理图,（,2,）同名端,我们把由于,绕向一致,而感应电动势的,极性,始终保持,一致,的端点称为同名端,同名端用符号“ ”标记。,同名端的判断方法,:,1,、电池通电瞬间,AB,绕组产生自感电动势,A,端为正,B,端为负。,i,原,增加,i,感,+,-,2,、若万用表指针向右摆动，说明有电流从,D,端流出，则在,CD,绕组中产生的互感电动势，,D,端为正,，,C,端为负。,结论：,A,、,D,端感应电动势极性相同，为同名端。,A,B,C,D,+,五、磁路和磁路欧姆定律,1,、磁路,:,由铁心组成，能使磁力线集中通过的闭合路径。,2,、磁路欧姆定律,:,式中： 为磁通量（,Wb,),为磁通势（,A,）,为磁阻（,1/H,）,（ ）,10,、不论任何场合，磁力线的方向总是由,N,极出发指向,S,极。,11,、判断磁场对通电导体作用力的方向，用（ ）。,A,、左手定则,B,、右手定则,C,、安培定则,A,37,、计算电磁力大小的公式是（ ）。,A,、,F=BIL B,、,F=I,2,Rt C,、,F=UR,A,38,、当通电导体和磁场平行时，导体受到的电磙力为（ ）。,A,、,4.8N B,、,0 C,、,20N,B,12,、铁磁材料磁化过程中与去磁过程中的,BH,曲线不重合的现象是（ ）,A,、涡流现象,B,、磁滞现象,C,、磁饱和现象,D,、抗磁现象,B,13,、磁阻的大小与磁路中的（ ）。,A,、磁力线的平均长度成反比,B,、磁导率成正比,C,、磁导率成反比,D,、横截面积成正比,C,14,、线圈中感生电流的磁场方向与原磁场方向的关系是（ ）。,A,、相同,B,、相反,C,、阻碍变化,D,、无关,C,89,、对电感意义的叙述，（ ）的说法不正确。,A,、线圈中的自感电动势为零时，线圈的电感为零,B,、电感是线圈的固有参数,C,、电感的大小决定于线圈的几何尺寸和介质的磁导率,D,、电感反映了线圈产生自感电动势的能力,A,136,、磁感应强度的单位是（ ）。,特斯拉,T,137,、一根直导体垂直放在如图所示的磁场中，图中已标出 导体,在磁场中运动时产生的感应电流方向，导体的运动方向应向（ ）。,上,141,、磁变电的现象最初是科学家（ ）发现的。,法拉弟,140,、在,的匀强磁场中，放一根长,的载流直导体，导体与磁场方向垂直，,导体受到的力是（ ）,1N,207,、在磁感应强度为,的匀强磁场中，放一根长,电流为,12A,的载流直导体，导体与磁力线平行，,导体受到的力是（ ）,0,B,I,v,13.,线圈中自感电动势的大小与线圈,(,),无关。,（,A,） 电流的变化率 （,B,） 匝数,（,C,） 电阻 （,D,） 周围的介质,C,10.,一根放在磁场中的通电直导体，图中已标出电流方向和导体受力方向，磁感应强度方向应向,( ),。,(A),左,(B),右,(C) (D),上,D,9.,如图所示一根放在磁场中的通电直导体，图中已标出电流和磁感应强度方向，导体的受力方向应向,( ),。,(A),上,(B),下,(C),左,(D),右,A,138,、符号,表示（,D,）。,（ ）,4,、通电直导体在磁场中与磁场方向垂直时，受力最大，平行时受力为零。,（ ）,22,、磁路中磁通与磁绶势成正比，与磁阻成反比。,（ ）,65,、铁磁材料磁滞形成的原因是磁导率不是常数。,（ ）,66,、电磁感应现象就是变化磁场在导体中感应电动势,的现象。,（ ）,23,、载流导体在磁场中无论如何放置，它受到的力总是随电流的增大而增大。,