电磁学基本知识.ppt

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1、电磁学基本知识常用的物理量和定律常用的铁磁材料及其特性法拉第M.法拉第(1791~1869)伟大的物理学家、化学家、19世纪最伟大的实验大师。右图为法拉第用过的螺绕环电磁学基本知识导言：100多年前，人们从电磁现象出发，总结出系统的电磁理论。一个最直接的产品就是电机。电磁理论是研究电场、磁场、机械运动之间关系的学问。电机中总存在磁场、电流、作用力。常用物理量和定律一.磁场的几个常用物理量磁感应强度（又称磁通密度）B表征磁场强弱及方向的物理量。单位：T(特斯拉)、Wb/m2。B是矢量，既有大小，又有方向:·用磁力线上每点的切线方向规定B的方

2、向·用磁力线的疏密程度表示B的大小磁力线(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.常用物理量和定律2.磁通量Φ（磁通）垂直通过磁场中某一面积的磁力线数称为通过该面积的磁通量(磁通)，符号、单位Wb(韦伯).=BScos如磁场均匀，且磁场与截面垂直，则:故有:常用物理量和定律3.磁场强度H是为建立电流与由其产生的磁场之间的数量关系而引入的物理量。它是指电流i所形成的磁场强度。单位：A/m(安培/米)。方

3、向：与B相同，大小:常用物理量和定律磁导率磁导率反映导磁介质导磁性能的物理量。磁导率越大的物质，其导磁性能越好。单位：H/m(亨利/米)·磁导率，决定于介质性质,变化范围很大。·真空磁导率·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。常用物理量和定律其他导磁介质的磁导率通常用μ0的倍数来表示，即：称为导磁介质的相对磁导率。铁磁材料的相对磁导率为2000～7000。·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率比真空磁导率增大的倍数.相对磁导率常用物理量和定律

4、磁场强度和磁感应强度均为表征磁场性质（即磁场强弱和方向）的两个物理量。由于磁场是电流或者说运动电荷引起的，而磁介质（除超导体以外不存在磁绝缘的概念，故一切物质均为磁介质）在磁场中发生的磁化对源磁场也有影响（场的迭加原理）。因此，磁场的强弱可以有两种表示方法。补充B和H的区别:常用物理量和定律在充满均匀磁介质的情况下，若包括介质因磁化而产生的磁场在内时，用磁感应强度B表示，其单位为特斯拉T，是一个基本物理量；单独由电流或者运动电荷所引起的磁场（不包括介质磁化而产生的磁场时）则用磁场强度H表示，其单位为A/m2，是一个辅助物理量。在同样大小的

5、电流作用下，铁芯线圈的磁通比空心线圈的磁通哪个大？常用物理量和定律磁路：磁通所通过的路径.是以高导磁性材料构成的使磁通被限制在结构所确定的路径之中的一种结构(和电流在电路中被导体所限制是极为相似).二.磁路的概念常用物理量和定律铁心导磁率远大于空气磁力线几乎被限定在铁心规定的路径中铁心外部的磁力线很少主磁通漏磁通变压器的磁路漏磁通漏磁通漏磁通主磁路：主磁通所通过的路径。漏磁路：漏磁通所通过的路径。励磁线圈：用以激励磁路中磁通的载流线圈。励磁电流：励磁线圈中的电流。直流:直流磁路，例如:直流电机交流:交流磁路，例如:变压器常用物理量和定律三

6、、磁路的基本定律1、安培环路定律定律内容:沿任何一条闭合磁回路L，磁场强度H的线积分等于该闭合回线所包围的电流的代数和。公式: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。常用物理量和定律螺管线圈设有向回路l与圆环的中心圆重合，则沿着回线l磁场强度H处处相等且其方向处处与回线切线方向相同（称为均匀磁场），同时闭合回线所包围的总电流由通有电流i的N匝线圈提供，则：Ni：作用在磁路上的安匝数（磁路磁动势F),单位安匝。常用物理量和定律[例1-1]有一闭合铁心磁路，铁心的截面积A=9×10-4m2,磁

7、路的平均长度l=0.3m，铁心的磁导率μFe=5000μ0，套装在铁心上的励磁绕组为500匝。试求在铁心中产生1T的磁通密度时，需要多少励磁磁动势和励磁电流？？？？解:用安培环路定律求解如下常用物理量和定律2、磁路的基尔霍夫定律（1）磁路的基尔霍夫第一定律（电流定律）或定律内容:穿出(或进入)任一闭和面的总磁通量恒等于零(或者说,进入任一闭合面的磁通量恒等于穿出该闭合面的磁通量),这就是磁通连续性定律。令进入闭合面A的磁通为负，穿出闭合面的磁通为正公式:常用物理量和定律（2）磁路的基尔霍夫第二定律（电压定律）定律背景:磁路计算时，总是把整

8、个磁路分成若干段，每段为同一材料、相同截面积，且段内磁通密度处处相等，从而磁场强度亦处处相等。定律内容:沿任何闭合磁路的总磁动势恒等于各段磁路磁位降的代数和。公式:总磁动势磁位差常用物理量和定