第十章電磁學基礎知識第二節

磁場對電流的作用第一節

電流的磁場第三節

電磁感應第四節

自感與互感第一頁，共30頁。電流的磁場磁的基本知識1磁現象的電本質3

電流產生磁場2

物質的磁化4第二頁，共30頁。磁的基本知識吸引鐵、鈷、鎳等物質的性質稱為磁性。具有磁性的物體稱為磁體。常見的人造磁體有條形磁鐵、馬蹄形磁鐵和小磁針等。第三頁，共30頁。磁的基本知識磁場具有方向性。在磁場中某一點，磁針靜止時N極所指的方向，我們規定為該點的磁場方向。第四頁，共30頁。電流產生磁場法國物理學家安培通過實驗發現了電流的方向與其產生的磁場方向存在著一定的關系，即安培定則，又稱為右手螺旋定則。第五頁，共30頁。磁現象的電本質通電導體周圍存在磁場，說明了磁場是電荷的運動產生的。與此相同，磁鐵的磁場也是由磁鐵內部電荷的運動產生的。

第六頁，共30頁。物質的磁化磁導率μ用來衡量物質導磁能力的大小，單位是亨/米（H/m）。按磁導率將自然界中的物質分為鐵磁性物質和非鐵磁性物質兩類。鐵、鎳、鈷及其合金的的磁導率很高，μ>>μ0，通常把這一類物質稱為鐵磁性物質，又叫鐵磁材料。常把鐵磁材料分為三類：硬磁材料、軟磁材料、矩磁材料第七頁，共30頁。物質的磁化約束在鐵心所限定范圍內的磁通路徑稱為磁路。

第八頁，共30頁。磁場對電流的作用磁感應強度1磁場對通電線圈的作用3磁場對直導體的作用2第九頁，共30頁。磁感應強度垂直于磁場方向的通電導體受到的電磁力F與導體中的電流I和有效長度l的乘積Il的比值叫作該點的磁感應強度，用B表示，即第十頁，共30頁。磁感應強度磁感應強度是一個矢量，它的方向是該點的磁場方向，單位是特斯拉，簡稱特（T）。我們把穿過磁場中的某一面積的磁力線條數叫作穿過該面積的磁通量，簡稱磁通（Φ）。如果在一個磁感應強度為B的均勻磁場中，有一個垂直于磁力線方向的面積為S的平面，則穿過這個平面的磁力線條數就是磁通的單位是韋伯，簡稱韋（Wb）。第十一頁，共30頁。磁場對直導體的作用磁感應強度B在數值上等于垂直于磁場方向的載流直導體所受磁場力F與直導體中的電流I和導體的有效長度l的乘積Il之比。

F=BIl

左手定則：伸開左手，使大拇指與其余四指垂直，并且都跟手掌在一個平面內，讓磁力線垂直穿入手心，四指指向電流的方向，則拇指所指的方向就是通電導線在磁場中的受力方向。第十二頁，共30頁。磁場對直導體的作用第十三頁，共30頁。磁場對直導體的作用例10-1試判斷圖10-12中載流直導體的受力方向。解：利用左手定則來判斷載流直導體的受力方向，圖a中導體受力方向向下；圖b中導體受力方向向上。

(2)晶體管電流放大作用：當基極電流IB從變為時，集電極電流IC從變為，二者變化量之比為第十四頁，共30頁。磁場對通電線圈的作用線圈所受轉矩為第十五頁，共30頁。電磁感應電磁感應產生的條件1

法拉第電磁感應定律3楞次定律2渦流4第十六頁，共30頁。電磁感應產生的條件

當閉合電路中部分導體與磁場發生相對運動而切割磁力線時，電路中就有電流產生。

第十七頁，共30頁。電磁感應產生的條件右手定則：伸開右手，使大拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一個平面內，讓磁力線垂直穿過手心，大拇指指向導體運動方向，則其余四指所指就是感應電動勢的方向。

第十八頁，共30頁。電磁感應產生的條件2..線圈中磁通變化引起的感應電動勢當穿過閉合線圈中的磁通發生變化時也會產生感應電動勢。

第十九頁，共30頁。楞次定律當穿過線圈回路的磁通發生變化時，有感應電動勢產生。感應電流所產生的磁場總是阻礙線圈中磁通量的變化，也就是說當線圈中的磁通要增大時，感應電流將產生一個磁場去阻礙它增大；當線圈中的磁通要減小時，感應電流將產生一個磁場去阻礙它減小。

用楞次定律判斷感應電動勢方向的步驟：(1)判定原磁通的方向及其變化趨勢；(2)確定感應電流磁場的方向；(3)用安培定則判斷感應電動勢的方向。

第二十頁，共30頁。法拉弟電磁感應定律線圈中的感應電動勢的大小與線圈內部磁通量的變化率（磁通的變化速度）成正比。

第二十一頁，共30頁。法拉弟電磁感應定律例10-2設圖10-18中線圈匝數N=400匝，由于某種原因，穿過線圈的磁通在內減少了4×10-2Wb求線圈中感應電動勢的大小和方向。

線圈中的感應電動勢的大小為

感應電動勢e的方向與磁通ф方向符合安培定則，方向如圖10-18所示。第二十二頁，共30頁。渦流

如果線圈中的鐵心由整塊鐵磁材料制成，則相當于許多與磁通相垂直的閉合回路，在這些閉合回路中就會有感應電動勢產生。在這個電動勢的作用下，形成了許多漩渦形的電流，稱為渦流。

第二十三頁，共30頁。渦流

渦流導致鐵心發熱，增加能量損耗，稱為渦流損耗。鐵損耗：渦流損耗與磁滯損耗合稱鐵損耗。變壓器和電機等電氣設備的鐵心一般不用整塊材料，而是用硅鋼片疊成。第二十四頁，共30頁。渦流

近代工業上常用感應爐來冶煉金屬。在感應爐中，有產生高頻電流的電源和產生交變磁場的線圈，線圈中間放置一個耐火材料制造的坩堝，用來熔化金屬第二十五頁，共30頁。自感與互感自感現象1

電感元件的伏安特性3電感2互感4第二十六頁，共30頁。自感現象

由于流過線圈本身的電流發生變化而引起的電磁感應稱為自感現象，簡稱自感。由于自感產生的電動勢稱自感電動勢，用eL表示。自感電流用iL表示。

第二十七頁，共30頁。電感我們把線圈中每通過單位電流所產生的自感磁通數，稱作自感系數，簡稱電感，用L表示。其數學式為電感的單位是亨利，簡稱亨，用字母H表示。第二十八頁，共30頁。電感元件的伏安特性結論：1.自感是由通過線圈本身的電流發生變化而產生的，是一