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电工电子技术基础

电工电子技术基础. 楚州职业教育中心校. 二 00 八年五月. 知识模块五 电磁场基本定律. 一、目的要求 （ 1 ）熟悉磁的基本知识。 （ 2 ）熟悉铁磁材料的磁性能。 （ 3 ）了解磁路欧姆定律。 （ 4 ）掌握磁场对电流的作用及电磁感应定律。 二、教学节奏与方式. 一、磁的基本知识. 1 、磁体与磁极： 磁体：具有磁性的物体。 磁极：磁体上磁性最强的部位。常用 N 表示北极， S 表示南极 2 、 磁场 磁场：存在于磁体周围的一种特殊物质。它看不见，摸不着，但客观存在。如地球就是一个大磁体 3 、磁场力 磁场力：两磁体磁极间的相互作用力。

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Presentation Transcript

  1. 电工电子技术基础 楚州职业教育中心校 二00八年五月

  2. 知识模块五 电磁场基本定律 一、目的要求 （1）熟悉磁的基本知识。 （2）熟悉铁磁材料的磁性能。 （3）了解磁路欧姆定律。 （4）掌握磁场对电流的作用及电磁感应定律。 二、教学节奏与方式

  3. 一、磁的基本知识 1、磁体与磁极： 磁体：具有磁性的物体。 磁极：磁体上磁性最强的部位。常用N表示北极，S表示南极 2、磁场 磁场：存在于磁体周围的一种特殊物质。它看不见，摸不着，但客观存在。如地球就是一个大磁体 3、磁场力 磁场力：两磁体磁极间的相互作用力。 遵循规律：同性相斥，异性相吸 4、磁力线 磁力线：它是一些互不交叉的闭合曲线。在磁体外部，由N极指向S极；在磁体内部，由S极指向N极 5、匀强磁场 匀强磁场：磁力线分布疏密均匀且相互平行、方向相同的区域

  4. 二、铁磁材料的磁性能 1、磁化：使原来没有磁性的物质具有磁性的过程 2、磁化曲线 ：铁磁材料的磁化特性曲线，常用B-H表示 （B— 磁场中某点的磁感应强度；H— 磁场强度）

  5. 3、磁滞回线 磁滞：铁磁材料在反复磁化过程中，B的变化总是滞后于H的变化的现象。 磁滞回线：形成以原点O对称的闭合曲线，其面积越大，磁滞损耗就越大

  6. 2．铁磁材料的分类

  7. 三、磁路欧姆定律 （一）基本物理量 1、磁感应强度B B—导体所处磁场的磁感应强度（T）； F—与磁场垂直的通电导体受到的力（N） I—导体中的电流强度（A）； L—通电导体在磁场中的有效长度（m）  = BS 2、磁通 B——匀强磁场的磁感应强度（T）； S——与匀强磁场B垂直的某一截面面积（m2） r = /0  = 0·r 3、磁导率

  8. 4、磁场强度H H = B/ = B/0r ［单位：亨利（H）］ 其中： B——磁场中某点的磁感应强度（T）； ——磁场中介质的磁导率（H/m） ［例5-1］ 在某一匀强磁场中，若使某一垂直于磁场方向放置的长度为0.5m的导线受到15N的磁场力，此时导线中流过的电流为10A，试问匀强磁场的磁感应强度B应为多大时能满足条件。 解：根据磁感应强度定义式，有图5-1

  9. ［例5-2］ 如图5-1所示，矩形磁极板长度为50cm，宽度为40cm，磁感应强度B为0.4Ｔ，求穿过矩形面积的磁通。 解：矩形面积S = ab = 50 ×10−2×40 ×10−2= 0.2 m2 由磁通定义式 = BS，得 = 0.4×0.2 = 0.08Wb （二）常见的铁磁性材料的相对磁导率

  10. （三）磁路定律 磁路定律：闭合磁路的磁动势等于各段磁路上的磁位降之和 （四）磁场对电流的作用 1．电流产生磁场 安培定则：右手握住通电直导线，让拇指的指向为电流的方向，则弯曲四指的环绕方向为磁场方向 右手握住螺旋管，让弯曲四指的指向同电流方向一致，则拇指的指向为磁场方向

  11. 2．磁场对电流的作用 磁场力方向判断 （左手定则）伸出左手，使拇指垂直其余四指，让磁力线垂直穿过手心，四指指向电流的方向，则拇指的指向为通电导体的受力方向 F = BILsin

  12. ［例5-3］ 如图5-3所示，匀强磁场的磁感应强度为0.2T，其中放入一个矩形线圈，匝数为30，通电电流为5A，线圈长40cm，宽30cm。求：①当磁感应强度方向与线圈平面平行时，线圈产生的力偶矩。②当磁感应强度与线圈平面垂直时，线圈产生的力偶矩。③当磁感应强度方向与线圈平面夹角为30°时，线圈产生的力偶矩。

  13. 解：①当磁感应强度方向与线圈平面平行时， M = nBIS = 30 × 0.2 × 5 × 0.4 × 0.3 = 3.6 N·m ②当磁感应强度与线圈平面垂直时，M = 0。 ③当磁感应强度方向与线圈平面夹角为30°时， M = n BIS sin = 30 × 0.2 × 5 × 0.4 × 0.3 × 0.5 = 1.8N·m

  14. 五、电磁感应定律 1．电磁感应现象 利用磁场的变化产生电流的现象叫做电磁感应现象。产生的电流叫做感应电流。 只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，产生感应电动势，线圈闭合就会产生电流。

  15. 2．电磁感应定律 ① 条形磁铁的插入与拔出速度越快，电流表偏转角度越大，产生感应电动势越大； ② 条形磁铁的插入与拔出速度越慢，电流表偏转角度越小，产生感应电动势越小。 线圈中感应电动势的大小与通过线圈的磁通的变化率成正比。 对于单匝线圈，其感应电动势 对于多匝线圈（如n匝），其感应电动势

  16. ［例5-4］ 如图5-5所示，矩形线圈平面垂直于磁力线，其面积为6cm2，共有40匝。试问若线圈在0.03s内从B = 1.25T的匀强磁场中移出，在线圈两端会产生多大的感应电动势？ 解：在0.03s内，穿过矩形线圈的磁通由 ， ， 变成 1.25 × 6 × 10− 4 = 7.5 × 10− 4Wb 根据法拉第电磁感应定律，得 =

  17. 课后练习 P40（1）（2）（3）（4）（5）

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