第5個(gè)教案：磁場(chǎng)及磁路、電流的磁效應(yīng)

1、磁場(chǎng)及磁路磁的基礎(chǔ)知識(shí)1、磁2、磁鐵的主要性能（1）、磁鐵具有極性（2）、磁極之間有相互作用力（3）、鐵磁性物質(zhì)具有被磁化現(xiàn)象磁場(chǎng)及其性質(zhì)1、磁場(chǎng)的定義 2、磁場(chǎng)的性質(zhì) 3、磁場(chǎng)的方向4、磁力線 5、磁場(chǎng)的應(yīng)用磁場(chǎng)基本物理量1、磁感應(yīng)強(qiáng)度B：（1）、大小：?jiǎn)挝徽姾蓂以單位速度v沿垂直方向運(yùn)動(dòng)時(shí)所受到的電磁力F，磁感應(yīng)強(qiáng)度B是描述空間某點(diǎn)磁場(chǎng)強(qiáng)弱與方向的物理量。即B=F/qv（2）、方向：該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向，與產(chǎn)生該磁場(chǎng)的電流之間的方向關(guān)系符合右手螺旋法則（3）、單位：特 斯拉（T）2、磁通量：（1）、大小：穿過某一截面S的磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量B的通量，也可理解為穿過該截面的磁力線總數(shù)。在均勻磁場(chǎng)中，如

2、果S與B垂直，則有BS（2）、SI單位：韋伯 (Wb。3、磁場(chǎng)強(qiáng)度H（1）、大?。旱扔谠擖c(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與介質(zhì)導(dǎo)磁率的比值，即H=B/（2）、方向：該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向 （3）、SI單位：安/米（A/m）。4、磁導(dǎo)率 磁導(dǎo)率是表示物質(zhì)導(dǎo)磁性能的物理量。其SI單位是亨/米（H/m）。由實(shí)驗(yàn)測(cè)出，真空中的磁導(dǎo)率0=4×10-7 H/m。0的物質(zhì)稱為非磁性材料；0 的物質(zhì)稱為鐵磁性材料。鐵磁物質(zhì)的性質(zhì)一、概念1磁疇：鐵心自身有的自然磁性小區(qū)域。2磁化：鐵心中的磁疇沿外磁場(chǎng)作定向排列，產(chǎn)生附加磁場(chǎng)的現(xiàn)象，如圖4.1（b）所示。3鐵磁材料：能被磁化的材料（例如：鐵、鈷、鎳以及它們的合金和氧化物）。二

3、、鐵心的磁化過程可以用圖4.2描述。 （a） （b）圖4.1磁疇和鐵心的磁化 圖4.2磁化過程OA段：大部分磁疇的磁場(chǎng)沿外磁場(chǎng)方向排列， 與I成正比且增加率較大。AB段：所有磁疇的磁場(chǎng)最終都沿外磁場(chǎng)方向排列，鐵心磁場(chǎng)從未飽和狀態(tài)過渡到飽和狀態(tài)。B點(diǎn)以后：稱飽和狀態(tài)，鐵心的增磁作用已達(dá)到極限，同直線1。三、鐵磁物質(zhì)的性質(zhì)1、高導(dǎo)磁性 2、磁飽和性 3、磁滯性鐵磁材料的分類和用途一、磁滯現(xiàn)象1磁滯：當(dāng)鐵心線圈通入交流電時(shí)，鐵心會(huì)隨交流電的變化而被反復(fù)磁化。在磁化過程中，由于磁疇本身存在“慣性”，使得磁通的變化滯后于電流的變化。2磁滯回線：反復(fù)磁化形成的封閉曲線，如圖4.3所示。圖4.3磁滯回線3磁

4、滯損耗：鐵磁材料在磁化時(shí)，外磁場(chǎng)克服磁疇的“慣性”消耗的能量。4磁滯損耗是引起鐵心發(fā)熱的原因之一。二、鐵磁材料的分類和用途1、軟磁性材料：磁滯損耗小的鐵磁材料，特點(diǎn)是磁滯回線狹長(zhǎng)，面積小。常用作電器設(shè)備的鐵心，如硅鋼、鑄鐵等2、硬磁性材料：磁滯損耗大的鐵磁材料，特點(diǎn)是磁滯回線寬大，面積大。常用作永久磁鐵、揚(yáng)聲器磁鋼3、矩磁性材料：磁滯損耗大的鐵磁材料，特點(diǎn)是磁滯回線接近矩形，面積大。常用作計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器的磁心等記憶元件。磁路歐姆定律一、概念1磁路：通常由鐵心制成，而使磁通集中通過的回路，如圖4.4所示。圖4.4磁路2主磁通：鐵心中的磁通。3漏磁通：少量磁通通過周圍空氣構(gòu)成的回路（可忽略不計(jì)）。4

5、磁通 ：線圈中電流有效值I與線圈匝數(shù)N的乘積稱為磁通勢(shì)，RM稱為磁阻。二、磁路的歐姆定律1通電線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁通隨線圈匝數(shù)和所通過的電流的增大而增加。把通過線圈的電流和線圈匝數(shù)的乘積稱為磁動(dòng)勢(shì)。Em = I N單位：安培（A）2磁阻：磁通通過磁路時(shí)所受到的阻礙作用。Rm = 式中：l 磁路長(zhǎng)度（m）；S 磁路橫截面積（m2）； 磁導(dǎo)率（Hm）；Rm 磁阻（1H）。3磁路的歐姆定律（1）內(nèi)容：通過磁路的磁通與磁動(dòng)勢(shì)成正比，與磁阻成反比。（2） = （3）磁路與電路對(duì)應(yīng)的物理量及其關(guān)系式。電路磁路電流I磁通 電阻R = l / S磁通 Rm l / S電阻率 磁導(dǎo)率 電動(dòng)勢(shì)E磁動(dòng)勢(shì) Em I N電路歐姆定律 I = E / R磁路歐姆定律 =Em / Rm = I N / RM。注意：（1）、磁阻 RM表示物質(zhì)對(duì)磁通具有的阻礙作用。不同物質(zhì)的磁阻不同。若鐵心中存在空氣隙，磁阻RM會(huì)增大許多。（2）、磁路的歐姆定律只適用于鐵心非飽和狀態(tài)。（3）、電壓與磁通之間的關(guān)系，即U = 4.44 f Nm。電流的磁效應(yīng)電流的磁場(chǎng)電流產(chǎn)生磁場(chǎng)的現(xiàn)象稱為電流的磁效應(yīng)1、奧斯特