电与磁(电工进网作业许可考试培训)

第二节电与磁2-1磁现象2-2磁场的基本物理量2-3电磁感应2-4磁场对通电导体的作用2-5自感与互感现象2-1磁现象1.磁体、磁极、磁场、磁力线磁体：具有磁性的物质磁极：磁铁两端磁性最强的区域称为磁极。磁场：磁体周围存在磁力作用的空间称为磁场。磁力线为了直观地描述磁场，可以像电力线描述电场一样，用磁力线来描述磁场。磁力线的特点：1、磁铁的外部，磁力线从N极到S极，磁铁的内部，磁力线从S极到N极，从而构成一条闭合曲线；2、磁场的强弱由磁力线的疏密来表示；3、磁力线不能相互交叉；4、空间某点磁场的方向就是磁力线上该点的切线方向。通电导体产生的磁场通电导体的周围空间也存在磁场，这叫做电流的磁效应。磁铁的磁场也是由磁铁内部的分子电流产生的，而分子电流是由绕原子核旋转的电子和电子本身的自转所形成的。电流产生的磁场方向与电流的方向有关，二者之间的关系可以用右手螺旋定则1.直线电流的磁场2.电流的磁场通电线圈周围空间的磁场分布情况与条形磁铁周围空间的磁场相似。线圈中电流方向与周围空间的磁场方向之间的关系也符合右手螺旋定则。2-2磁场的基本物理量1、磁感应强度：表示磁场内各点的磁场强弱和方向的物理量。用符号B表示。磁感应强度是有方向的向量，其方向就是该点的磁场方向。磁感应强度的单位为特斯拉（简称特），用T表示。磁感应强度是一个矢量（即有大小和方向的量），它与产生该磁场的电流方向之间关系满足右手螺旋定则。2、磁通：在均匀磁场中，磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积S的乘积，称为通过该面积的磁通量，用符合Ø

表示。它是磁场中一个面上磁场情况的物理量。磁通不是向量，而是标量。磁通的单位是韦伯（简称韦），用Wb表示。由Ø=BS可知，磁感应强度为B=Ø/S所以在数值上，磁感应强度B可以看成是与磁场方向相垂直的单位面积所通过的磁通量，故磁感应强度B可认为是该面积中的磁通密度。2-2磁场的基本物理量3、磁导率：表示物质导磁性能的物理量。所谓导磁性能好，指的是这类物质在外磁场的作用下能产生很大的附加磁场。磁导率可分为绝对磁导率和相对磁导率。绝对磁导率用符合u表示，简称磁导率，真空中的磁导率用符合u。表示；相对磁导率用符合ur表示。导磁系数的单位为亨/米（H/m）。亨（H）是电感单位。铁磁材料的相对导磁系数很高，且不是一个常数，而是随磁化程度变化的。4、磁场强度：表示磁场内各点磁场强弱和方向的辅助物理量。磁场中某点的磁感应强度与磁导率的比值，就是该点磁场强度，用符号H表示。磁场强度只与电流的大小和导体的几何形状以及位置有关，而与物质的导磁性能无关。磁场强度的单位是安培/米（A/m）。2-3电磁感应变化的磁场在导体中产生电动势的现象，叫做电磁感应。由电磁感应产生的电动势叫做感应电动势。由感应电动势在闭合回路中引起的电流叫做感应电流。一、直导体中的感应电动势直导体作切割磁力线运动，导体内的电荷受电磁力的作用而分离，从而产生感应电动势。感应电动势的大小与磁场的磁感应强度、导体在磁场中的有效长度和导体的运动速度成正比。式中：B——磁感应强度，T；L——导体有效长度，m；

v——导体运动速度，m/s；e——感应电动势，V。

α——导体运动方向与磁力线的夹角2-3电磁感应感应电动势的方向可由右手定则确定。即伸出右手，让磁力线垂直穿过手心，拇指指向导体运动方向，则四指所指的方向就是感应电动势的方向。右手定则也叫做发电机定则。2-3电磁感应二、线圈中的感应电动势线圈中磁通的变化，将会在线圈两端产生感应电动势。法拉第电磁感应定律：线圈中感应电动势的大小与穿过线圈的磁通变化率和线圈的匝数成正比。楞次定律：当穿过线圈的磁通变化时，感应电动势的方向总是企图使它的感应电流所产生的磁通阻止原有磁通的变化。以右手螺旋关系确定感应电动势和穿过回路的磁通的参考方向，则在任何情况下，线圈中的感应电动势等于磁通变化率的负值。2.4磁场对通电导体的作用在磁场中，通电导体将承受一个电磁力的作用，电磁力的方向与电流的方向和磁场的方向有关。三者的关系可以用左手定则来确定，即伸开左手，让磁力线从手心穿过，四指指向电流的方向，这时，拇指所指的方向就是电磁力的方向。左手定则又叫做电动机定则。2-5自感与互感现象一、自感由于线圈本身电流的变化而引起感应电动势的现象叫做自感现象。由自感现象而产生的感应电动势叫做自感电动势。在线性电路中，线圈的自感磁链和电流成正比，线圈的自感磁链与电流的比值叫做自感系数，简称自感，也叫电感，用L表示。L的数值与线圈的匝数、形状和大小有关。2.7自感、互感和涡流二、互感由于一个线圈电流的变化，使另一个线圈产生感应电动势的现象叫做互感现象。由互感现象而产生的感应电动势叫做互感电动势。在线性电路中，线圈2的互感磁链和线圈1中的电流成正比，它们的比值叫做互感系数，简称互感，用M表示。M的数值除了与线圈的匝数、形状、大小和介质种类有关以外，还和线圈的相对位置有关。2.7自感、互感和涡流三、涡流当整块导体在磁场中运动或者将它放在变化的磁场中，导体内便产生感应电动势，从而在整个导体内形成自成回路的环形电流，这种环形电流叫做涡流。涡流会使电气设备