电工常识教学课件PPT磁与电磁.ppt

电工常识 （任务驱动模式）,全国职业培训教学工作指导委员会 机电专业委员会,中等职业教育机电类专业“十一五”规划教材,中国机械工业教育协会,蒙俊健 主编,组编,1.了解磁场的基本物理量及磁场与电流的关系。 2.掌握安培定则、左手定则和电磁感应定律。 3.了解自感、互感和涡流的基本知识。 4.能用安培定则判断电流产生磁场的方向。 5.能用左手定则判断磁场对通电导体作用力的方向。 6.能用楞次定律和右手定则判断感应电动势的方向。,课题二 磁与电磁,1.磁体与磁极,任务一 认识磁的基本知识,知识链接,人们把物体能够吸引铁、镍、钴等金属及其合金的性质称为磁性。具有磁性的物体称为磁体。,磁铁是一个典型的磁体，如图2-1所示。,图2-1 磁铁的磁极,课题二 磁与电磁,1)转动可以自由转动的小磁针，待小磁针静止时观察磁针的指向。 2)用条形磁铁的N极靠近可以自由转动的小磁针的S极，观察其现象；用条形磁铁的S极靠近可以自由转动的小磁针的S极，观察其现象。,任务一 认识磁的基本知识,课题二 磁与电磁,1)转动可以自由转动的小磁针，小磁针会静止在南北指向上， 指 的一端称为磁针的南极或S极，指 的一端称为磁针的北极或N极。 2)磁体和磁体之间有力的作用，其规律 是相斥， 相吸，这一作用力称为。,任务一 认识磁的基本知识,课题二 磁与电磁,2.磁场与磁力线,图2-2 磁力线,磁体周围存在磁力作用的空间称为磁场。,任务一 认识磁的基本知识,课题二 磁与电磁,1)磁力线是互不交叉的闭合曲线。 2)磁力线上任意一点的切线方向，就是该点的磁场方向， 即小磁针N极的指向。 3)磁力线越密，磁场越强；磁力线越疏，磁场越弱。,磁力线具有如下特点：,2.磁场与磁力线,任务一 认识磁的基本知识,课题二 磁与电磁,如图2-3所示，在小磁针上放一根直导线，当导线中通过电流时，磁针会转动；若电流方向改变，小磁针又会向相反的方向转动。,图2-3 直线电流产生磁场的实验,任务一 认识磁的基本知识,课题二 磁与电磁,1)图2-3所示直线电流产生磁场的实验中，小磁针为什么会转动？ 2)小磁针的转动方向和直导线中电流的方向有什么关系？,任务一 认识磁的基本知识,课题二 磁与电磁,3.电流的磁场,图2-4 通电直导线产生的磁场 a)通电直导线周围的磁场 b)右手定则,(1)直线电流产生的磁场 图2-4a所示为一通电直导线周围的磁场及其方向。,任务一 认识磁的基本知识,课题二 磁与电磁,图2-5 环形电流产生的磁场 a)通电螺旋管周围的磁场 b)右手定则,(2)环形电流产生的磁场 如图2-5b所示，用右手握住螺线管，弯曲四指指向线圈电流方向，则拇指方向就是磁场方向。,任务一 认识磁的基本知识,课题二 磁与电磁,4.磁通量,磁通量是用来反映磁场中通过某一平面上磁力线多少的量，即用来衡量磁场的强弱，简称磁通，用字母表示。,5.磁感应强度,磁感应强度是表示磁场中某点磁场强弱及方向的物理量，用字母B表示。,任务一 认识磁的基本知识,课题二 磁与电磁,2.判断图2-6所示通电线圈的N、S极或根据已标明的磁极极性判断线圈中的电流方向。,图2-6 磁场方向和电流方向的判断,思考与练习,任务一 认识磁的基本知识,课题二 磁与电磁,3)电流方向不变，调换磁极位置，观察导体的运动方向。磁场对通电导体的作用力方向是否随磁力线方向的改变而改变？ 4)改变电路中的电阻大小，重复步骤1)、2)，观察线圈运动的强弱。磁场对电流作用力的大小与电流的大小是否有关？,1)闭合开关，观察线圈是否运动。磁场对通电导体是否有力的作用？ 2)磁极位置不变，改变电流方向，观察导体的运动方向。磁场对通电导体的作用力方向是否随电流方向改变而改变？,任务二 观察磁场对通电直导体的作用,课题二 磁与电磁,图2-7 通电直导体在磁场 中受到电磁力作用,任务二 观察磁场对通电直导体的作用,课题二 磁与电磁,通电导体在磁场中受到力的作用，力的方向与哪些因素有关？,任务二 观察磁场对通电直导体的作用,课题二 磁与电磁,图2-8 左手定则,任务二 观察磁场对通电直导体的作用,知识链接,载流直导体在磁场中的受力方向，可用左手定则来辨别（见图2-8）：,课题二 磁与电磁,1)根据左手定则标出图2-9中各图的电流方向或载流导体的受力方向。 2)如图2-10所示，直导体长10cm，通以10A的电流；匀强磁场的磁感应强度为1T。求分别为0、30、90时，导体受到的安培力的大小。,思考与练习,任务二 观察磁场对通电直导体的作用,课题二 磁与电磁,图2-9 电流方向和导体受力方向的判定,任务二 观察磁场对通电直导体的作用,课题二 磁与电磁,图2-10 磁场中的通电导体,任务二 观察磁场对通电直导体的作用,课题二 磁与电磁,任务三 观察电磁感应现象,1)当导线AB在磁场中做切割磁力线运动时，电流计指针偏转，表明闭合回路有 流过。 2)当导线AB平行于磁力线方向运动时，电流计指针不偏转，表明闭合回路没有 流过。 3)以更快的速度移动导线AB在磁场中做切割磁力线运动时，灵敏电流计的指针偏转角度更大，说明产生的 越大。,如图2-11所示，在匀强磁场中放置一根导体AB，导体AB的两端分别与灵敏度电流计的接线柱连接形成闭合回路。,课题二 磁与电磁,图2-11 导体切割磁力线 产生感应电动势,任务三 观察电磁感应现象,课题二 磁与电磁,1.直导体切割磁力线产生感应电动势,1)当条形磁铁快速插入线圈时，电流计指针偏转，表明闭合回路电流流过。 2)当条形磁铁静止不动时，电流计指针不偏转，表明闭合回路电流流过。 3)当条形磁铁快速拔出线圈时，电流计指针偏转，表明闭合回路电流流过。 4)当条形磁铁以更快的速度插入或拔出线圈时，灵敏电流计的指针偏转角度更大，说明产生的感应电流。,知识链接,任务三 观察电磁感应现象,课题二 磁与电磁,图2-12 右手定则,任务三 观察电磁感应现象,课题二 磁与电磁,如图2-13所示，空心线圈的两端分别为与灵敏度电流计的接线柱连接形成闭合回路。,1)当条形磁铁快速插入线圈时，电流计指针偏转，表明闭合回路 电流流过。,2)当条形磁铁静止不动时，电流计指针不偏转，表明闭合回路 电流流过。 3)当条形磁铁快速拔出线圈时，电流计指针偏转，表明闭合回路 电流流过。 4)当条形磁铁以更快的速度插入或拔出线圈时，灵敏电流计的指针偏转角度更大，说明产生的感应电流 。,任务三 观察电磁感应现象,课题二 磁与电磁,图2-13 条形磁铁插入和 拔出线圈产生感应电动势,任务三 观察电磁感应现象,课题二 磁与电磁,2.线圈中磁通变化产生感应电动势,在图2-13所示的实验中，当导体与磁场之间有相对运动，致使导体切割磁力线时，回路包围的磁通相应地发生了变化。,任务三 观察电磁感应现象,课题二 磁与电磁,3.电磁感应定律,(1)楞次定律 楞次定律指出了变化的磁通与感应电动势在方向上的关系，即感应电流的磁通总是阻碍原磁通的变化。,1)首先判断原磁通的方向及其变化趋势(增加或减少)。 2)确定感应电流的磁通方向应和原磁通是同向还是反向。 3)根据感应电流产生的磁通方向，用右手螺旋定则确定感应电动势或感应电流的方向。,具体步骤如下：,任务三 观察电磁感应现象,课题二 磁与电磁,图2-14 用楞次定律判断线圈产 生感应电动势(感应电流)方向,(2)法拉第电磁感应定律 在图2-13所示的实验中，我们发现：检流计指针偏转角度的大小与磁铁插入或拔出线圈的速度有关，当磁铁运动速度越快时，检流计指针偏转角度越大；反之越小。,任务三 观察电磁感应现象,课题二 磁与电磁,4.自感、互感、涡流,(1)自感 电流流过线圈，当流经线圈的电流发生变化时，会引起线圈产生感应电动势，这种由于线圈自身内部电流的变化而产生的感应现象叫做自感现象，所产生的电动势称为自感电动势。 (2)互感 两个线圈彼此相距较近，以致于一个线圈的磁力线与另一个线圈的磁力线相交合，其中一个线圈中电流的任何变化，都将引起与第二个线圈相交合的磁通的改变，从而引发在第二个线圈中产生感应电动势。,任务三 观察电磁感应现象,课题二 磁与电磁,(3)涡流 当磁力线切割整块金属导体时，在金属导体内部也能够产生感应电动势，这一感应电动势在金属块中产生感应电