磁场中的主要物理量

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1、一、磁场中的主要物理量1.磁感应强度和磁通磁感应强度(magneticinduction)是磁场的基本物理量，它是根据洛仑兹力来定义的，是一个矢量，用符号B来表示。其方向与磁场的方向一致，可以用能够自由转动的小磁针来测定。绪论放在磁场中某处的小磁针N极所指的方向就是该点磁感应强度的方向；其大小是运动电荷在磁场中受到磁场力的作用，当运动电荷与磁场的方向垂直时，它所受到的磁力最大，记为Fmax。通常用磁感应强度线来描绘磁场中各点的情况。其方向代表该点磁感应强度的方向，其大小用该点附近磁感应强度线的疏密程度来表示。磁感应强度线是连续的闭合曲线，且任意两根磁感应强度线不

2、可能相交。如果磁场是由电流产生的，电流也是闭合流动的，即磁感应强度线总是与电流线相互交链的。磁力线(1)磁感应线的回转方向和电流方向之间的关系遵守右手螺旋法则(2)磁场中的磁感应线不相交，每点的磁感应强度的方向确定唯一(3)载流导线周围的磁感应线都是围绕电流的闭合曲线磁通量通过磁场中某一面积的磁感应线数称为通过该面积的磁通量(磁通)，符号、单位Wb=BScos2.磁场强度和磁导率磁场强度是描述磁场的另一个重要的物理量。磁场中某点的磁场强度只取决于产生这个磁场的运动电荷(或电流)的分布，而与介质无关。也就是说，在确定的运动电荷(或电流)分布所产生的磁场中，如

3、果分别充满不同的介质，则磁场中同一点的磁场强度H是相同的。而磁感应强度随着介质的不同而不同，不同的程度取决于介质的磁导率μ。在国际单位制(SI)中，由后面介绍的安培环路定律可知，磁场强度的单位是安/米，符号为A/m。磁导率(permeability)是反映物质导磁能力或物质被磁化能力的物理量。磁场强度H、磁导率B=H磁导率，决定于介质性质，H／m。变化范围很大。真空磁导率0=4×10-7H／m非铁磁物质如空气、铜、铝和绝缘材料等，近似等于真空磁导率铁磁物质如铁、镍、铝及其合金，磁导率远大于真空磁导率达数千甚至上万倍。通常以相对磁导率表示铁磁物质的磁导

4、率比真空磁导率增大的倍数在同样大小的电流作用下，铁芯线圈的磁通比空心线圈的磁通大得多电磁感应定律磁链：一个线圈放在磁场中，线圈所环绕的总磁通叫做磁链。如果线圈只有一匝，则线圈的磁链就等于磁通；如果线圈有多匝，则线圈的磁链就等于各匝磁通之和。感应电动势：一个线圈放在磁场中，当磁场发生变化时，线圈中会产生电动势，这种电动势称为感应电动势。当线圈闭合时，就会产生感应电流。电磁感应定律：当线圈环绕的磁链发生变化时，线圈中产生感应电动势。感应电动势的大小等于磁链随时间的变化率。感应电动势的方向可由楞次定律给出。假定感应电动势的参考方向与磁通的参考方向成右手螺旋关系，感应电

5、动势的表达式两种感应电势线圈中磁链的变化(1)磁通本身就是由交流电流所产生，也就是说磁通本身随时间在变化着，这样产生的电势称为变压器电势。（线圈与磁场相对静止）(2)磁通本身不随时间变化，但由于线圈与磁场间有相对运动而引起线圈中磁链的变化，这样产生的电势称为运动电势或速度电势e=Blv楞次定律：当闭合线圈环绕的磁链发生变化时，线圈中感应电流所产生的磁场总是企图抵消原磁场的变化。闭合线圈中产生感应电流的原因是感应电动势，因此感应电动势的方向与感应电流方向相同。当线圈不闭合时，感应电流为零，但感应电动势依然存在。电磁力载流导体位于磁场中时，导体上受到力Fe单相变压器

6、一、电机中的典型磁路（主、漏磁通）N1N2电能i1输入电能磁场电能i2输出电能磁路基本定律旋转电机机械端口转子定子绕组定子铁心电端口ABC磁场电能机械能磁路:磁通所走的路径。旋转电机横截示意图面二、磁路的基本定律1.安培环路定律沿空间任意条闭合回路，磁场强度H的线积分等于该闭合回路所包围的电流的代数和。i3lHdli2i1注：若i与l符合右手螺旋关系，取正号，否则取负号。其中大拇指所指为i的方向，四指为l方向。H：磁场强度，安/米(A/m)其中：F=Ni：磁路的磁动势HFelFe：铁心上的磁压降Hδδ：气隙上的磁压降注：i与l符合右手螺旋关系,电机学中习惯大拇指

7、所指为l的方向，四指为多匝线圈中i方向。当气隙长度δ远远小于两侧的铁心截面的边长时，铁心和气隙中为均匀磁场，则带气隙的铁心磁路2.磁路的欧姆定律其中:B:磁通密度，特斯拉(T)Φ：磁通，韦伯（Wb）A：铁心的截面积，平方米（m2）在线性或可以近似地认为是线性的介质中有B=μH其中μ是磁导率，H/m将φ=BA和B=μH代入Ni＝Hl，得欧姆定律或则可写为欧姆定律：作用于磁路上的磁动势等于磁阻乘以磁通。定义：:磁路的磁阻，A/Wb定义：:磁路的磁导，Wb/A磁路的基尔霍夫第一定律流入磁路节点的磁通的代数和应等于零磁压（磁位差）：H沿路径的线积分称该路径上的磁压。Um

8、=∫Hdl磁势：磁场回路