电工基础 教学课件 作者 谢述双 项目五 磁路与变压器.ppt

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1、磁场及其基本物理量任务一知识点：技能点：1.磁场、磁极、磁力线2.描述磁场的基本物理量3.铁磁物质的磁化铁磁物质的分类与用途任务展示：在生活中存在一些现象，如磁铁吸引铁屑、铁钉，两块磁铁相互靠近会相互吸引或者相互排斥，指南针帮助人们判端方向等等。这些现象表明有一种特殊的物质存在，这种物质就是磁场，磁场有什么特性？需要哪些物理量来描述它呢？任务分析：磁铁吸引铁屑、铁钉，说明磁场有强弱。两块磁铁相互靠近会相互吸引或者相互排斥，说明磁场间有力的作用。本任务就是介绍磁场的特性及描述磁场的基本物理量，了解铁磁物质的磁化过程及物质的分类。相关知识：一、磁场1．磁场磁体周围存在的一种特殊的

2、物质叫磁场。磁体两端磁性最强的区域叫做磁极，任何磁体都具有两个磁极，即北极N和南极S。磁体间的相互作用力是通过磁场传送的。磁体间的相互作用力称为磁场力，同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。2．磁场的性质磁场具有力的性质和能量性质。3．磁场方向在磁场中某点放一个可自由转动的小磁针，它的N极所指的方向即为该点的磁场方向。4.磁力线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，这些曲线称为磁力线。如图5-1所示。磁力线是为人们方便研究磁场引入的假想曲线，实际上并不存在。图5-1磁力线磁力线有以下特点：(1)磁力线的切线方向表示磁场方向，其疏密程度表示磁场的强

3、弱。(2)磁力线是闭合曲线，在磁体外部，磁力线由N极出来，绕到S极；在磁体内部，磁力线的方向由S极指向N极。(3)任意两条磁力线不相交。二、磁场的基本物理量1.磁通垂直通过某一面积上磁力线的总量，叫做通过该面积的磁通量，简称磁通，用字母“”表示。单位是韦伯[Wb]。如图5-2所示。图5-2磁通与磁感应强度2.磁感应强度磁感应强度是表征磁场中某点强弱和方向的物理量，用大写字母“B”表示，单位是特斯拉[T]。磁感应强度B是矢量，它的方向即为该点的磁场方向。用磁力线可形象地描述磁感应强度B的大小，B较大的地方，磁场较强，磁力线较密；B较小的地方，磁场较弱，磁力线较稀；磁力线的切线

4、方向即为该点磁感应强度B的方向。在匀强磁场中，各点的磁感应强度大小和方向均相同。如图5-2所示，磁感应强度B与磁通的关系为：（5-1）式中S为垂直于磁力线的截面积，单位是平方米（）3.磁导率μ磁导率是反映自然界物质导磁能力的物理量，用希腊字母“”表示，单位是亨利/米(H/m)。不同物质的磁导率不同。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。为了有效地区别物质的导磁能力，引入一个参照标准----真空磁导率，用“”表示，“”为常数，即：自然界中各种物质的磁导率与真空的磁导率相比，可得到不同的比值，我们把这个比值称为相对磁导率，

5、用“”表示，即：（5-2）根据相对磁导率r的大小，可将物质分为三类：(1)r略大于1，称为顺磁性物质。如空气、氧、锡、铝、铅等物质都是顺磁性物质。(2)r略小于1，称为反磁性物质。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。(3)r>>1，且不是常数，称为铁磁性物质。如铁、钢、铸铁、镍、钴等物质都是铁磁性物质。4．磁场强度磁场强度是表征磁场中某点强弱和方向的物理量，某点的磁感应强度B与磁导率之比称为该点的磁场强度，用“H”表示，即：（5-3）磁场强度的国际单位是：安培/米(A/m)。磁场强度H也是矢量，其方向与磁感应强度B同向。磁场强度与磁感应强度

6、的区别是：磁感应强度B是描述磁路介质的磁场某点强弱和方向的物理量，与介质的磁导率有关；磁场强度H是描述电流的磁场强弱和方向的物理量，与介质的磁导率无关。三、铁磁物质的磁化1．磁化在磁场的作用下使铁磁性物质具有磁性的过程称为磁化。2．被磁化的原因(1)内因：铁磁性物质是由许多被称为磁畴的磁性小区域组成的，每一个磁畴相当于一个小磁铁。(2)外因：有外磁场的作用。不同铁磁物质内部磁畴的数量不同。通常情况下，铁磁材料内部的磁畴排列杂乱无章，其磁性相互抵消，因此对外不显示磁性。磁畴在外界磁场的作用下，均发生归顺性转向，使得铁磁材料内部形成一个很强的附加磁场。如图5-3所示。显然，磁畴是

7、由分子电流产生的。a)磁化前b)磁化后图5-3铁磁物质的磁化3.磁化曲线磁化曲线是用来描述铁磁性物质的磁化特性的。铁磁性物质的磁感应强度B随磁场强度H变化的曲线，称为磁化曲线，也叫B—H曲线。如图5-4所示。(1)当H从零开始增加时，由于磁畴的惯性，B增加缓慢，称为起始磁化段。如图5-4中0~1段。图5-4磁化曲线图5-5磁滞回线(2)随着H的增大，磁畴在外磁场作用下，大部分都趋向H方向，B增加很快，直线上升，曲线很陡，称为直线段。如图5-4中1~2段。(3)随着H的增加，由于大部分磁畴方向已转向H方向