電工專(zhuān)業(yè)磁場(chǎng)第1頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月磁場(chǎng)與電磁感應(yīng)磁場(chǎng)電磁感應(yīng)磁場(chǎng)的主要物理量磁場(chǎng)對(duì)電流的作用

磁第2頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月磁第3頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月磁體及其性質(zhì)

磁：磁是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的一種基本形式，由電荷運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生。某些物體能夠吸引鐵、鎳、鈷等物質(zhì)的性質(zhì)稱(chēng)為磁性。具有磁性的物體稱(chēng)為磁體。磁體分天然磁體和人造磁體兩大類(lèi)。磁第4頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

天然磁體：天然存在的磁體，如Fe3O4

人造磁體：人工制造的磁體，包括永久磁體（如計(jì)算機(jī)中的磁盤(pán)）和暫時(shí)磁體（如起重電磁鐵）永久磁體的磁性可長(zhǎng)期保存，暫時(shí)磁體的磁性是暫時(shí)的，它隨外部磁化條件的消失而消失。磁第5頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

磁體兩端磁性最強(qiáng)的部分稱(chēng)磁極。可以在水平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)的磁針，靜止后總是一個(gè)磁極指南，另一個(gè)指北。指北的磁極稱(chēng)北極（N）；指南的磁極稱(chēng)南極（S）。

磁第6頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

任何磁體都具有兩個(gè)磁極，而且無(wú)論把磁體怎樣分割總保持有兩個(gè)異性磁極。

磁第7頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月與電荷間的相互作用力相似，當(dāng)兩個(gè)磁極靠近時(shí)，它們之間也會(huì)產(chǎn)生相互作用的力：

磁同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引第8頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月磁場(chǎng)第9頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、磁場(chǎng)與磁感線1．磁場(chǎng) 在磁體周?chē)目臻g中存在著一種特殊的物質(zhì)——磁場(chǎng)。磁極之間的作用力通過(guò)磁場(chǎng)進(jìn)行傳遞。磁場(chǎng)第10頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第11頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、地球是一個(gè)巨大的磁體2、地球周?chē)臻g存在的磁場(chǎng)叫地磁場(chǎng)3、地磁的北極在地理的南極附近，地磁的南極在地理的北極附近第12頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月無(wú)處不在的磁1.我們的祖先發(fā)明指南針，對(duì)世界文明產(chǎn)生重大影響。2.現(xiàn)代人好比被“磁海”包圍。3.生物磁性的研究為人類(lèi)開(kāi)辟了嶄新的視野。…………磁場(chǎng)第13頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2．磁感線 磁場(chǎng)的分布常用磁感線來(lái)描述。磁場(chǎng)第14頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)驗(yàn)?zāi)M磁感線磁場(chǎng)第15頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、鐵磁物質(zhì)的磁化

使原來(lái)沒(méi)有磁性的物質(zhì)具有磁性的過(guò)程稱(chēng)為磁化。

只有鐵磁性物質(zhì)才能被磁化，而非鐵磁性物質(zhì)是不能被磁化的。這是因?yàn)殍F磁物質(zhì)可以看作是由許多被稱(chēng)為磁疇的小磁體所組成。磁場(chǎng)第16頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

在無(wú)外磁場(chǎng)作用時(shí)，磁疇排列雜亂無(wú)章，磁性互相抵消，對(duì)外不顯磁性；但在外磁場(chǎng)作用下，磁疇就會(huì)沿著外磁場(chǎng)方向變成整齊有序的排列，所以整體也就具有了磁性。磁場(chǎng)第17頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三.磁性材料1.磁性材料——磁化后磁性很強(qiáng)的物質(zhì)叫磁性材料，又稱(chēng)為鐵磁性物質(zhì)2.磁性材料的分類(lèi)

①軟磁性物質(zhì)：磁化后容易去磁的物質(zhì)稱(chēng)軟磁性物質(zhì)。

軟磁性物質(zhì)剩磁較小。

②硬磁性物質(zhì)：磁化后不易去磁的物質(zhì)稱(chēng)硬磁性物質(zhì)。

硬磁性物質(zhì)剩磁較大。磁場(chǎng)第18頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.磁性材料的應(yīng)用軟磁性材料的剩磁弱，容易去磁，適用于需要反復(fù)磁化的場(chǎng)合。硬磁性材料的剩磁強(qiáng)，不易去磁，適用于制成永磁體。【問(wèn)題】以下物品，應(yīng)用哪種材料制成？磁場(chǎng)第19頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四、電流的磁場(chǎng)

不僅磁鐵能產(chǎn)生磁場(chǎng)，電流也能產(chǎn)生磁場(chǎng)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為電流的磁效應(yīng)。磁場(chǎng)第20頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月磁場(chǎng)的主要物理量第21頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向保持垂直，經(jīng)導(dǎo)線通電，可以看到導(dǎo)線因受力而發(fā)生運(yùn)動(dòng)。一、磁感應(yīng)強(qiáng)度磁場(chǎng)的主要物理量第22頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月 在磁場(chǎng)中，垂直于磁場(chǎng)方向的通電導(dǎo)線，所受電磁力F與電流I和導(dǎo)線長(zhǎng)度l的乘積IL的比值稱(chēng)為該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度，用B表示，即

磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是特斯拉，簡(jiǎn)稱(chēng)特，用符號(hào)T表示。磁場(chǎng)的主要物理量第23頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

磁感應(yīng)強(qiáng)度是個(gè)矢量，它的方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)的方向。 磁感線的疏密程度可以大致反映磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。在同一個(gè)磁場(chǎng)的磁感線分布圖上，磁感線越密的地方，磁感應(yīng)強(qiáng)度越大，磁場(chǎng)越強(qiáng)。

B是描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱和磁場(chǎng)方向的物理量磁場(chǎng)的主要物理量第24頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、磁通

勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，穿過(guò)與磁感線垂直的某一截面的磁感線的條數(shù)，叫穿過(guò)這個(gè)面的磁通。用φ表示磁通，則有

φ=BS

磁通的單位是韋伯，簡(jiǎn)稱(chēng)韋，用Wb表示。磁場(chǎng)的主要物理量第25頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

如果磁場(chǎng)不與所討論的平面垂直，則應(yīng)以這個(gè)平面在垂直于磁場(chǎng)B的方向的投影面積S’與B的乘積來(lái)表示磁通。磁場(chǎng)的主要物理量第26頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月 當(dāng)面積一定時(shí)，如果通過(guò)該面積的磁感線越多，則磁通越大，磁感越強(qiáng)。 從φ=BS，可得這表示磁感應(yīng)強(qiáng)度等于穿過(guò)單位面積的磁通，所以磁感應(yīng)強(qiáng)度又稱(chēng)磁通密度，并且用Wb/m2作單位。磁場(chǎng)的主要物理量第27頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、磁導(dǎo)率

不同的媒介質(zhì)對(duì)磁場(chǎng)的影響不同，影響的程度與媒介質(zhì)的導(dǎo)磁性能有關(guān)。

磁導(dǎo)率是一個(gè)用來(lái)表示媒介質(zhì)導(dǎo)磁性能的物理量，用μ表示，其單位為H/m。由實(shí)驗(yàn)測(cè)得真空中的磁導(dǎo)率μ

0=4π×10-7H/m，為一常數(shù)。磁場(chǎng)的主要物理量第28頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月自然界大多數(shù)物質(zhì)對(duì)磁場(chǎng)的影響甚微，只有少數(shù)物質(zhì)對(duì)磁場(chǎng)有明顯的影響。任一物質(zhì)的磁導(dǎo)率與真空的磁導(dǎo)率的比值稱(chēng)作相對(duì)磁導(dǎo)率，用μr表示，即：

相對(duì)磁導(dǎo)率只是一個(gè)比值。它表明在其他條件相同的情況下，媒介質(zhì)中的磁感應(yīng)強(qiáng)度是真空中磁感應(yīng)強(qiáng)度的多少倍。磁場(chǎng)的主要物理量第29頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

根據(jù)相對(duì)磁導(dǎo)率的大小，可把物質(zhì)分為三類(lèi)：

順磁物質(zhì)

相對(duì)磁導(dǎo)率稍大于1。如空氣、鋁、鉻、鉑等。

反磁物質(zhì)

相對(duì)磁導(dǎo)率稍小于1。如氫、銅等。

鐵磁物質(zhì)

相對(duì)磁導(dǎo)率遠(yuǎn)大于1，其可達(dá)幾百甚至數(shù)萬(wàn)以上，且不是一個(gè)常數(shù)。如鐵、鈷、鎳、硅鋼、坡莫合金、鐵氧體等。磁場(chǎng)的主要物理量第30頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月 該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與媒介質(zhì)磁導(dǎo)率μ的比值即為磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)度，用H表示，即：

磁場(chǎng)強(qiáng)度的單位為A/m。 將帶入可得

磁場(chǎng)的主要物理量四、磁場(chǎng)強(qiáng)度第31頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月磁場(chǎng)對(duì)電流的作用第32頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、磁場(chǎng)對(duì)通電直導(dǎo)體的作用

通常把通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到的力稱(chēng)為電磁力，也稱(chēng)安培力。 通電直導(dǎo)體在磁場(chǎng)內(nèi)的受力方向可用左手定則來(lái)判斷。

磁場(chǎng)對(duì)電流的作用第33頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

把一段通電導(dǎo)線放入磁場(chǎng)中，當(dāng)電流方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，電流所受的電磁力最大。

利用磁感應(yīng)強(qiáng)度的表達(dá)式B=F/Il，可得電磁力的計(jì)算式為

F=BIl磁場(chǎng)對(duì)電流的作用第34頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

如果電流方向與磁場(chǎng)方向不垂直，而是有一個(gè)夾角α，這時(shí)通電導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度為lsinα。電磁力的計(jì)算式變?yōu)?/p>

F=BIlsinα磁場(chǎng)對(duì)電流的作用第35頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、磁場(chǎng)對(duì)通電線圈的作用

磁場(chǎng)對(duì)通電矩形線圈的作用是電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的基本原理。

在均勻磁場(chǎng)中放入一個(gè)線圈，當(dāng)給線圈通入電流時(shí)，它就會(huì)在電磁力的作用下旋轉(zhuǎn)起來(lái)。電刷換向器磁場(chǎng)對(duì)電流的作用第36頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

當(dāng)線圈平面與磁感線平行時(shí)，線圈在N極一側(cè)的部分所受電磁力向下，在S極一側(cè)的部分所受電磁力向上，線圈按順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)線圈所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩最大。當(dāng)線圈平面與磁感線垂直時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩為零，但線圈仍靠慣性繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。通過(guò)換向器的作用，與電源負(fù)極相連的電刷A始終與轉(zhuǎn)到N極一側(cè)的導(dǎo)線相連，電流方向恒為由A流出線圈；與電源正極相連的電刷B始終與轉(zhuǎn)到S極一側(cè)的導(dǎo)線相連，電流方向恒為由B流入線圈。因此，線圈始終能按順時(shí)針?lè)较蜻B續(xù)旋轉(zhuǎn)。磁場(chǎng)對(duì)電流的作用第37頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月環(huán)行電流的磁場(chǎng)通電螺線管的磁場(chǎng)通電直導(dǎo)線的磁場(chǎng)電流產(chǎn)生的磁感線用安培右手螺旋定則第38頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電磁感應(yīng)第39頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象

電流能產(chǎn)生磁場(chǎng)，那么磁場(chǎng)能否產(chǎn)生電流呢？電磁感應(yīng)第40頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

將一條形磁鐵放置在線圈中，當(dāng)其靜止時(shí)，檢流計(jì)的指針不偏轉(zhuǎn)，但將它迅速地插入或拔出時(shí)，檢流計(jì)的指針都會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明線圈中有電流。

這種利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象稱(chēng)為電磁感應(yīng)現(xiàn)象，產(chǎn)生的電流稱(chēng)為感應(yīng)電流，產(chǎn)生感應(yīng)電流的電動(dòng)勢(shì)稱(chēng)為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。

電磁感應(yīng)第41頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、楞次定律

以上實(shí)驗(yàn)表明：在線圈回路中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的原因是由于磁鐵的插入和拔出導(dǎo)致線圈中的磁通發(fā)生了變化。 楞次定律指出了磁通的變化與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)在方向上的關(guān)系，即：感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁通總是阻礙原磁通的變化。電磁感應(yīng)第42頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、法拉第電磁感應(yīng)定律

在上述實(shí)驗(yàn)中，如果改變磁鐵插入或拔出的速度，就會(huì)發(fā)現(xiàn)，磁鐵運(yùn)動(dòng)速度越快，指針偏轉(zhuǎn)角度越大，反之越小。而磁鐵插入或拔出的速度，反映的是線圈中磁通變化的速度。即：線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與線圈中磁通的變化率成正比。這就是法拉第電磁感應(yīng)定律。電磁感應(yīng)第43頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四、直導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向可用右手定則判斷。平伸右手，大拇指與其余四指垂直，讓磁感線穿入掌心，大拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)方向，則其余四指所指的方向就是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向。

電磁感應(yīng)第44頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

如果導(dǎo)體和磁感線之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，用右手定則判斷感應(yīng)電流方向較為方便； 如果導(dǎo)線與磁感線之間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，只是穿過(guò)閉合回路的磁通發(fā)生了變化，則用楞次定律來(lái)判斷感應(yīng)電流的方向。電磁感應(yīng)第45頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

當(dāng)導(dǎo)體、導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向和磁感線方向三者互相垂直時(shí)，導(dǎo)體中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：e=Blv

如果導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向與磁感線方向有一夾角α，則導(dǎo)體中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為e=Blvsinα電磁感應(yīng)第46頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

發(fā)電機(jī)就是應(yīng)用導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的原理發(fā)電的，實(shí)際應(yīng)用中，將導(dǎo)線做成線圈，使其在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)，從而得到連續(xù)的電流。電磁感應(yīng)NS交流發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)磁體電樞第47頁(yè)，課件共50頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月矩形線圈在勻