電與磁(電工進(jìn)網(wǎng)作業(yè)許可考試培訓(xùn))

第二節(jié)電與磁2-1磁現(xiàn)象2-2磁場(chǎng)的基本物理量2-3電磁感應(yīng)2-4磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體的作用2-5自感與互感現(xiàn)象2-1磁現(xiàn)象1.磁體、磁極、磁場(chǎng)、磁力線(xiàn)磁體：具有磁性的物質(zhì)磁極：磁鐵兩端磁性最強(qiáng)的區(qū)域稱(chēng)為磁極。磁場(chǎng)：磁體周?chē)嬖诖帕ψ饔玫目臻g稱(chēng)為磁場(chǎng)。磁力線(xiàn)為了直觀(guān)地描述磁場(chǎng)，可以像電力線(xiàn)描述電場(chǎng)一樣，用磁力線(xiàn)來(lái)描述磁場(chǎng)。磁力線(xiàn)的特點(diǎn)：1、磁鐵的外部，磁力線(xiàn)從N極到S極，磁鐵的內(nèi)部，磁力線(xiàn)從S極到N極，從而構(gòu)成一條閉合曲線(xiàn)；2、磁場(chǎng)的強(qiáng)弱由磁力線(xiàn)的疏密來(lái)表示；3、磁力線(xiàn)不能相互交叉；4、空間某點(diǎn)磁場(chǎng)的方向就是磁力線(xiàn)上該點(diǎn)的切線(xiàn)方向。通電導(dǎo)體產(chǎn)生的磁場(chǎng)通電導(dǎo)體的周?chē)臻g也存在磁場(chǎng)，這叫做電流的磁效應(yīng)。磁鐵的磁場(chǎng)也是由磁鐵內(nèi)部的分子電流產(chǎn)生的，而分子電流是由繞原子核旋轉(zhuǎn)的電子和電子本身的自轉(zhuǎn)所形成的。電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向與電流的方向有關(guān)，二者之間的關(guān)系可以用右手螺旋定則1.直線(xiàn)電流的磁場(chǎng)2.電流的磁場(chǎng)通電線(xiàn)圈周?chē)臻g的磁場(chǎng)分布情況與條形磁鐵周?chē)臻g的磁場(chǎng)相似。線(xiàn)圈中電流方向與周?chē)臻g的磁場(chǎng)方向之間的關(guān)系也符合右手螺旋定則。2-2磁場(chǎng)的基本物理量1、磁感應(yīng)強(qiáng)度：表示磁場(chǎng)內(nèi)各點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量。用符號(hào)B表示。磁感應(yīng)強(qiáng)度是有方向的向量，其方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位為特斯拉（簡(jiǎn)稱(chēng)特），用T表示。磁感應(yīng)強(qiáng)度是一個(gè)矢量（即有大小和方向的量），它與產(chǎn)生該磁場(chǎng)的電流方向之間關(guān)系滿(mǎn)足右手螺旋定則。2、磁通：在均勻磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B與垂直于磁場(chǎng)方向的面積S的乘積，稱(chēng)為通過(guò)該面積的磁通量，用符合?

表示。它是磁場(chǎng)中一個(gè)面上磁場(chǎng)情況的物理量。磁通不是向量，而是標(biāo)量。磁通的單位是韋伯（簡(jiǎn)稱(chēng)韋），用Wb表示。由?=BS可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=?/S所以在數(shù)值上，磁感應(yīng)強(qiáng)度B可以看成是與磁場(chǎng)方向相垂直的單位面積所通過(guò)的磁通量，故磁感應(yīng)強(qiáng)度B可認(rèn)為是該面積中的磁通密度。2-2磁場(chǎng)的基本物理量3、磁導(dǎo)率：表示物質(zhì)導(dǎo)磁性能的物理量。所謂導(dǎo)磁性能好，指的是這類(lèi)物質(zhì)在外磁場(chǎng)的作用下能產(chǎn)生很大的附加磁場(chǎng)。磁導(dǎo)率可分為絕對(duì)磁導(dǎo)率和相對(duì)磁導(dǎo)率。絕對(duì)磁導(dǎo)率用符合u表示，簡(jiǎn)稱(chēng)磁導(dǎo)率，真空中的磁導(dǎo)率用符合u。表示；相對(duì)磁導(dǎo)率用符合ur表示。導(dǎo)磁系數(shù)的單位為亨/米（H/m）。亨（H）是電感單位。鐵磁材料的相對(duì)導(dǎo)磁系數(shù)很高，且不是一個(gè)常數(shù)，而是隨磁化程度變化的。4、磁場(chǎng)強(qiáng)度：表示磁場(chǎng)內(nèi)各點(diǎn)磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的輔助物理量。磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度與磁導(dǎo)率的比值，就是該點(diǎn)磁場(chǎng)強(qiáng)度，用符號(hào)H表示。磁場(chǎng)強(qiáng)度只與電流的大小和導(dǎo)體的幾何形狀以及位置有關(guān)，而與物質(zhì)的導(dǎo)磁性能無(wú)關(guān)。磁場(chǎng)強(qiáng)度的單位是安培/米（A/m）。2-3電磁感應(yīng)變化的磁場(chǎng)在導(dǎo)體中產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象，叫做電磁感應(yīng)。由電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫做感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。由感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)在閉合回路中引起的電流叫做感應(yīng)電流。一、直導(dǎo)體中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)直導(dǎo)體作切割磁力線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體內(nèi)的電荷受電磁力的作用而分離，從而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度、導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的有效長(zhǎng)度和導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)速度成正比。式中：B——磁感應(yīng)強(qiáng)度，T；L——導(dǎo)體有效長(zhǎng)度，m；

v——導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)速度，m/s；e——感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，V。

α——導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向與磁力線(xiàn)的夾角2-3電磁感應(yīng)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向可由右手定則確定。即伸出右手，讓磁力線(xiàn)垂直穿過(guò)手心，拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)方向，則四指所指的方向就是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向。右手定則也叫做發(fā)電機(jī)定則。2-3電磁感應(yīng)二、線(xiàn)圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)線(xiàn)圈中磁通的變化，將會(huì)在線(xiàn)圈兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。法拉第電磁感應(yīng)定律：線(xiàn)圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通變化率和線(xiàn)圈的匝數(shù)成正比。楞次定律：當(dāng)穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通變化時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向總是企圖使它的感應(yīng)電流所產(chǎn)生的磁通阻止原有磁通的變化。以右手螺旋關(guān)系確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和穿過(guò)回路的磁通的參考方向，則在任何情況下，線(xiàn)圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于磁通變化率的負(fù)值。2.4磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體的作用在磁場(chǎng)中，通電導(dǎo)體將承受一個(gè)電磁力的作用，電磁力的方向與電流的方向和磁場(chǎng)的方向有關(guān)。三者的關(guān)系可以用左手定則來(lái)確定，即伸開(kāi)左手，讓磁力線(xiàn)從手心穿過(guò)，四指指向電流的方向，這時(shí)，拇指所指的方向就是電磁力的方向。左手定則又叫做電動(dòng)機(jī)定則。2-5自感與互感現(xiàn)象一、自感由于線(xiàn)圈本身電流的變化而引起感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象叫做自感現(xiàn)象。由自感現(xiàn)象而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫做自感電動(dòng)勢(shì)。在線(xiàn)性電路中，線(xiàn)圈的自感磁鏈和電流成正比，線(xiàn)圈的自感磁鏈與電流的比值叫做自感系數(shù)，簡(jiǎn)稱(chēng)自感，也叫電感，用L表示。L的數(shù)值與線(xiàn)圈的匝數(shù)、形狀和大小有關(guān)。2.7自感、互感和渦流二、互感由于一個(gè)線(xiàn)圈電流的變化，使另一個(gè)線(xiàn)圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象叫做互感現(xiàn)象。由互感現(xiàn)象而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫做互感電動(dòng)勢(shì)。在線(xiàn)性電路中，線(xiàn)圈2的互感磁鏈和線(xiàn)圈1中的電流成正比，它們的比值叫做互感系數(shù)，簡(jiǎn)稱(chēng)互感，用M表示。M的數(shù)值除了與線(xiàn)圈的匝數(shù)、形狀、大小和介質(zhì)種類(lèi)有關(guān)以外，還和線(xiàn)圈的相對(duì)位置有關(guān)。2.7自感、互感和渦流三、渦流當(dāng)整塊導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)或者將它放在變化的磁場(chǎng)中，導(dǎo)體內(nèi)便產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，從而在整個(gè)導(dǎo)體內(nèi)形成自成回路的環(huán)形電流，這種環(huán)形電流叫做渦流。渦流會(huì)使電氣設(shè)備