第5个教案：磁场及磁路、电流的磁效应

1、磁场及磁路磁的基础知识1、磁2、磁铁的主要性能（1）、磁铁具有极性（2）、磁极之间有相互作用力（3）、铁磁性物质具有被磁化现象磁场及其性质1、磁场的定义 2、磁场的性质 3、磁场的方向4、磁力线 5、磁场的应用磁场基本物理量1、磁感应强度B：（1）、大小：单位正电荷q以单位速度v沿垂直方向运动时所受到的电磁力F，磁感应强度B是描述空间某点磁场强弱与方向的物理量。即B=F/qv（2）、方向：该点的磁场方向，与产生该磁场的电流之间的方向关系符合右手螺旋法则（3）、单位：特 斯拉（T）2、磁通量：（1）、大小：穿过某一截面S的磁感应强度矢量B的通量，也可理解为穿过该截面的磁力线总数。在均匀磁场中，如

2、果S与B垂直，则有BS（2）、SI单位：韦伯 (Wb。3、磁场强度H（1）、大小：等于该点的磁感应强度B与介质导磁率的比值，即H=B/（2）、方向：该点的磁场方向 （3）、SI单位：安/米（A/m）。4、磁导率 磁导率是表示物质导磁性能的物理量。其SI单位是亨/米（H/m）。由实验测出，真空中的磁导率0=4×10-7 H/m。0的物质称为非磁性材料；0 的物质称为铁磁性材料。铁磁物质的性质一、概念1磁畴：铁心自身有的自然磁性小区域。2磁化：铁心中的磁畴沿外磁场作定向排列，产生附加磁场的现象，如图4.1（b）所示。3铁磁材料：能被磁化的材料（例如：铁、钴、镍以及它们的合金和氧化物）。二

3、、铁心的磁化过程可以用图4.2描述。 （a） （b）图4.1磁畴和铁心的磁化 图4.2磁化过程OA段：大部分磁畴的磁场沿外磁场方向排列， 与I成正比且增加率较大。AB段：所有磁畴的磁场最终都沿外磁场方向排列，铁心磁场从未饱和状态过渡到饱和状态。B点以后：称饱和状态，铁心的增磁作用已达到极限，同直线1。三、铁磁物质的性质1、高导磁性 2、磁饱和性 3、磁滞性铁磁材料的分类和用途一、磁滞现象1磁滞：当铁心线圈通入交流电时，铁心会随交流电的变化而被反复磁化。在磁化过程中，由于磁畴本身存在“惯性”，使得磁通的变化滞后于电流的变化。2磁滞回线：反复磁化形成的封闭曲线，如图4.3所示。图4.3磁滞回线3磁

4、滞损耗：铁磁材料在磁化时，外磁场克服磁畴的“惯性”消耗的能量。4磁滞损耗是引起铁心发热的原因之一。二、铁磁材料的分类和用途1、软磁性材料：磁滞损耗小的铁磁材料，特点是磁滞回线狭长，面积小。常用作电器设备的铁心，如硅钢、铸铁等2、硬磁性材料：磁滞损耗大的铁磁材料，特点是磁滞回线宽大，面积大。常用作永久磁铁、扬声器磁钢3、矩磁性材料：磁滞损耗大的铁磁材料，特点是磁滞回线接近矩形，面积大。常用作计算机存储器的磁心等记忆元件。磁路欧姆定律一、概念1磁路：通常由铁心制成，而使磁通集中通过的回路，如图4.4所示。图4.4磁路2主磁通：铁心中的磁通。3漏磁通：少量磁通通过周围空气构成的回路（可忽略不计）。4

5、磁通 ：线圈中电流有效值I与线圈匝数N的乘积称为磁通势，RM称为磁阻。二、磁路的欧姆定律1通电线圈产生磁场，磁通随线圈匝数和所通过的电流的增大而增加。把通过线圈的电流和线圈匝数的乘积称为磁动势。Em = I N单位：安培（A）2磁阻：磁通通过磁路时所受到的阻碍作用。Rm = 式中：l 磁路长度（m）；S 磁路横截面积（m2）； 磁导率（Hm）；Rm 磁阻（1H）。3磁路的欧姆定律（1）内容：通过磁路的磁通与磁动势成正比，与磁阻成反比。（2） = （3）磁路与电路对应的物理量及其关系式。电路磁路电流I磁通 电阻R = l / S磁通 Rm l / S电阻率 磁导率 电动势E磁动势 Em I N电路欧姆定律 I = E / R磁路欧姆定律 =Em / Rm = I N / RM。注意：（1）、磁阻 RM表示物质对磁通具有的阻碍作用。不同物质的磁阻不同。若铁心中存在空气隙，磁阻RM会增大许多。（2）、磁路的欧姆定律只适用于铁心非饱和状态。（3）、电压与磁通之间的关系，即U = 4.44 f Nm。电流的磁效应电流的磁场电流产生磁场的现象称为电流的磁效应1、奥斯特