中职电工基础磁场-课件

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,ppt课件,*,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,*,电工基础,2010,级电子班,1,ppt课件,电工基础 2010级电子班1ppt课件,第四章 磁场与电磁感应,第一节 磁的基本知识,第二节 磁场的基本物理量,*,第三节 磁路的欧姆定律,电与磁之间有着密切的联系，几乎所有的电子设备都应用到磁和电磁感应的基本原理。本章重点介绍电流的磁效应、磁场的基本物理量、磁路及电磁感应等内容。,第四节 电磁感应,第五节 电感器,*,第六节 自感,第七节 互感,第八节 涡流与磁屏蔽,2,ppt课件,第四章 磁场与电磁感应第一节 磁的基本知识第二节 磁场的基本,4-1,磁场的基本知识,一、磁体与磁感线,某些物体具有吸引铁、镍、钴等物质的性质叫做磁性。具有磁性的物体叫做磁体。,常见的人造磁体形式有,3,ppt课件,4-1 磁场的基本知识一、磁体与磁感线3ppt课件,磁感应线,1.,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相同，这些曲线称为,磁感应线,。如图所示。,磁感应线,4,ppt课件,磁感应线1.在磁场中画一系列曲线，使曲线上每一点的切线方向都,磁感应线的特性,1.,磁场的强弱可用磁感应线的疏密表示，磁感应线密的地方磁场强；疏的地方磁场弱。,2.,在磁铁外部，磁感应线从,N,极到,S,极；在磁铁内部，磁感应线从,S,极到,N,极。磁感应线是闭合曲线。,3.,磁感应线不相交。,5,ppt课件,磁感应线的特性1.磁场的强弱可用磁感应线的疏密表示，磁感,二、电流的磁效应,奥斯特：通电导体的周围存在磁场，这种现象叫,电流的磁效应,。,磁场方向决定于电流方向，可以用,右手螺旋定则,来判断。,1,、直线电流产生的磁场,图,3,通电长直导线的磁场方向,方法是：用右手握住载流直导体，拇指伸直并指向电流方向，则弯曲的四指的指向伸直的拇指所指的方向就是磁感应线方向。,6,ppt课件,二、电流的磁效应 奥斯特：通电导体的周围存在磁场，这种,二、电流的磁效应磁场方向判定,磁场方向决定于电流方向，可以用,右手螺旋定则,来判断。,2,、通电螺线管的磁场方向,图,4,通电螺线管的磁场方向,螺线管通电后，磁场方向仍可用右手螺旋定则来判定：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。,7,ppt课件,二、电流的磁效应磁场方向判定 磁场方向决定于,4-2,磁场的基本物理量,1,、磁感应强度,在磁场中垂直于此磁场方向的通电导线，所受到的磁场力,F,跟电流强度,I,和导线长度,L,的乘积,IL,的比值，叫做通电导线所在处的磁感应强度，用,B,表示。,磁感应强度是矢量,：,B,的方向与磁场方向相同，即与小磁针,N,极受力方向相同。,单位,：特斯拉（,T,）,匀强磁场,中各点的磁感应强度大小和方向均相同。,8,ppt课件,4-2 磁场的基本物理量1、磁感应强度,2,、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,，简称磁通。即,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/m,2,作单位。,磁通的国际单位是,韦,伯,(,Wb,),。由磁通的定义式，可得,=,BS,9,ppt课件,2、磁通 在磁感应强度为 B 的匀强磁场中取,3,、磁导率,若在磁场中放置某种物体（例如将软铁插入线圈），磁场的强弱会受到影响。放置不同的物质，对磁场强弱的影响不同。放置物质处的磁感应强度,B,将发生变化，磁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,来表示。,的单位是：,亨利,/,米,(,H/m,),。不同的物质磁导率不同。在相同的条件下，,值越大，磁感应强度,B,越大，磁场越强；,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,0,表示,0,=4,10,7,H/m,10,ppt课件,3、磁导率若在磁场中放置某种物体（例如将软铁插入线圈）,1,、相对磁导率,为便于对各种物质的导磁性能进行比较，以真空磁导率,0,为基准，将其他物质的磁导率,与,0,比较，其比值叫,相对磁导率,，用,r,表示，即,11,ppt课件,1、相对磁导率 为便于对各种物质的导磁性能进行比较，以真,根据相对磁导率,r,的大小，可将物质分为三类：,(,1,),顺磁物质,：,r,略大于,1,，如空气、氧、锡、铝、铅等物质都是顺磁性物质。在磁场中放置顺磁性物质，磁感应强度,B,略有增加。,(,2,),反磁物质,：,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,),铁磁物质,：,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。,12,ppt课件,根据相对磁导率 r 的大小，可将物质分为三,铁磁物质的相对磁导率,13,ppt课件,铁磁物质的相对磁导率13ppt课件,4.,磁场强度,磁场中某点的磁场强度等于该点磁感应强度与介质磁导率的比值，用字母,H,表示。,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),。,必须注意：磁场中各点的磁场强度,H,的大小只与产生磁场的电流,I,的大小和导体的形状有关，与磁介质的性质无关。,14,ppt课件,4.磁场强度磁场中某点的磁场强度等于该点磁感应强度与介质,三、几种常见载流导体的磁场强度,1,、载流长直导线,计算,：在载流长直导线产生的磁场中，有一点,P,，它与导线的距离为,r,。实验证明该点磁场强度的大小与导线中的电流成正比，与,r,成反比，即,方向判断,：右手螺旋法则。,15,ppt课件,三、几种常见载流导体的磁场强度1、载流长直导线计算：在载,三、几种常见载流导体的磁场强度,2,、载流螺线管,计算,：计算大小：如果螺线管的匝数为,N,，长度为,L,，通电电流为,I,。理论和实验证明，其内部磁场强度为：,方向判断,：右手螺旋法则。,16,ppt课件,三、几种常见载流导体的磁场强度2、载流螺线管计算：计算大,*,4-3,磁路的欧姆定律,一、磁路,磁通所经过的路径叫做磁路。,为了使磁通集中在一定的路径上来获得较强的磁场，常常把铁磁材料制成一定形状的铁心，构成各种电气设备所需的磁路。,与电路类似，磁路分为无分支磁路和有分支磁路。,利用铁磁材料可以尽可能地将磁通集中在磁路中，与电路相比，漏磁现象比漏电现象严重的多。全部在磁路内部闭合的磁通叫做主磁通。部分经过磁路，部分经过磁路周围物质的闭合磁通叫做漏磁通。为了计算简便，在漏磁不严重的情况下可将其忽略，只计算主磁通即可。,17,ppt课件,*4-3 磁路的欧姆定律一、磁路 利用铁磁材,如果磁路的平均长度为,L,，横截面积为,S,，通电线圈的匝数为,N,，磁路的平均长度为,L,，线圈中的电流为,I,，螺线管内的磁场可看作匀强磁场时，磁路内部磁通为,二、磁路的欧姆定律,一般将上式写成欧姆定律得形式，即磁路欧姆定律,18,ppt课件,如果磁路的平均长度为L，横截面积为S，通电线圈,磁路与电路的比较,19,ppt课件,磁路与电路的比较19ppt课件,4-4,电磁感应现象,实验步骤,:,1,、导线,AB,在磁场中做切割磁感线的运动。,2,、导线,AB,沿着平行磁感线的方向运动。,一、电磁感应现象,在磁可否生电这个问题上，英国物理学家法拉第坚信，电与磁决不孤立，有着密切的联系。为此，他做了许多实验，把导线放在各种磁场中想得到电流需要一定的条件，他以坚韧不拔的意志历时,10,年，终于找到了这个条件，从而开辟了物理学又一崭新天地。,图,4-14,电磁感应实验,20,ppt课件,4-4 电磁感应现象实验步骤:一、电磁感应现象图4-14,电磁感应实验,像这样利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应现象，用电磁感应的方法产生的电流，叫感应电流。,实验现象,:,1,、电流计指针发生偏转，表明闭合回路中有电流通过。,2,、电流计的指针不动，表明回路中没有电流。,结论产生感应电流的条件,闭合回路中的一部分道理在磁场中作切割磁感线运动时，回路中有感应电流。,21,ppt课件,电磁感应实验 像这样利用磁场产生电流的现象叫做,二、右手定则,当闭合回路中的导线作切割磁感线运动时，所产生的感应电流方向可用,右手定则,来判断。,伸开右手，使拇指与四指垂直，并都跟手掌在一个平面内，让磁感线穿入手心，拇指指向导体运动方向，四指所指的即为感应电流的方向。,楞次定律,用右手定则判定导体与磁场发生相对运动时产生的感应电流方向较为方便。如何来判定闭合电路的磁通量发生变化时，产生的感应电流方向呢？,22,ppt课件,二、右手定则当闭合回路中的导线作切割磁感线运动时，所产生,三、,楞次定律,楞次定律指出,：感应电流的方向，总是使感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化，它是判断感应电流方向的普遍规律。,1,应用楞次定律,判断步骤,感应电流方向,23,ppt课件,三、楞次定律 楞次定律指出：感应电流的方向，总是使感应,三、,楞次定律,由于线圈中所产生的感应电流磁场总是阻碍原磁通的变化，即阻碍磁铁与线圈的相对运动，因此，要想保持它们的相对运动，必须有外力来克服阻力做功，并通过做功将其他形式的能转化为电能，即线圈中的电流不是凭空产生的。,2,楞次定律符合能量守恒定律,24,ppt课件,三、楞次定律由于线圈中所产生的感应电流磁场总是阻碍原磁通,三、右手定则与楞次定律的一致性,右手定则和楞次定律都可用来判断感应电流的方向，两种方法本质是相同的，所得的结果也是一致的。,右手定则适用于判断导体切割磁感线的情况，而楞次定律是判断感应电流方向的普遍规律。,25,ppt课件,三、右手定则与楞次定律的一致性右手定则和楞次定律都可用来,4-5,电磁感应定律,一、感应电动势,注意,：对电源来说，电流流出的一端为电源的正极。,在电源内部，电流从电源负极流向正极，电动势的方向也是由负极指向正极，因此,感应电动势的方向,与感应电流的方向一致，仍可用右手定则和楞次定律来判断。,1,感应电动势,电磁感应现象中，闭合回路中产生了感应电流，说明回路中有电动势存在。在电磁感应现象中产生的电动势叫,感应电动势,。产生感应电动势的那部分导体，就相当于电源，如在磁场中切割磁感线的导体和磁通发生变化的线圈等。,2,感应电动势的方向,26,ppt课件,4-5 电磁感应定律一、感应电动势 注意：对电源来,注意,感应电动势是电源本身的特性，即只要穿过电路的磁通发生变化，电路中就有感应电动势产生，与电路是否闭合无关。,若电路是闭合的，则电路中有感应电流，若外电路是断开的，则电路中就没有感应电流，只有感应电动势。,感应电动势与电路是否闭合无关,27,ppt课件,注意感应电动势是电源本身的特性，即只要穿过电路的磁通发生,二、电磁感应定律,法拉第电磁感应定律：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的,磁通量的变化率,成正比。,对于,N,匝线圈，有,大量的实验表明：,单匝线圈中产生的感应电动势的大小，与穿过线圈的磁通变化率,/,t,成正比，即,式中负号反映楞次定律的内容，即感应电流的磁通总是,阻碍,产生感应电流的,磁通的变化,，它并不表示算出的感应电动势得值一定小于零。,28,ppt课件,二、电磁感应定律法拉第电磁感应定律：电路中感应电动势的大,4-6,电感器,在电子技术和电力工程中，常常遇到由导线绕制而成的线圈，如收音机中的高频扼流圈，日光灯电路中的镇流器等等，这些线圈统称为电感线圈，也叫电感器,。,电感元件在电子电路中主要与电容组成,LC,谐振回路，其作用是调谐、选频、振荡、阻流及带通（带阻）滤波等。,29,ppt课件,4-6 电感器 在电子技术和电力工程中，常常遇,常用电