-磁场及其基本物理量课件.ppt

1、电流可以产生磁场，电流的磁场方向用安培定则来判断用磁感应强度来表示磁场的强弱12一、磁场的基本知识二、电流的磁场三、磁场的基本物理量具有吸引铁、钴、镍等物质的性质称为磁性。具有磁性的物质叫做磁体。磁体有两个极，S极和N 极。具有同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引的特性。相互作用是通过磁场发生的。磁体上磁性最强的地方称为磁极磁场是一种看不见的特殊物质在磁场中，小磁针静止时 极所指的方向，就是该点的磁场方向。磁感线上任意一点的切线方向即为该点的磁场方向。磁感线在磁体的外部由N极指向S极，在磁体内部由S极指向N极。磁感线越密集的地方磁场越强，磁感线越稀疏的地方磁场越弱。如图所示，磁感应线把磁场分布形

2、象直观地描绘出来。（一）磁场（二）磁感应线磁铁不与铁钉接触就能把铁钉吸起来，能有电流的导线可以使其周围的磁针发生偏转。说明磁铁或通电导线周围存在一种物质。1、在磁体周围存在着一种特殊形式的物质，这种物质叫做磁场。两个特征:一是对磁铁、运动电荷和通电导体有作用力；二是具有能量，能对移动的通电导体做功。2.磁场的性质：SNNNNNNNNN放在磁场中某一点的可以自由转动的小磁针，它静止时N 极（北极）所指的方向为该点磁场的方向。3.磁场的方向NNNN把一些可以自由转动的小磁针放在条形磁铁的周围，在磁场力的作用下，小磁针将发生偏转，静止时，小磁针不再指向南北。3.磁场的方向（二）磁感应线（一）磁场在磁

3、场中画出一系列带箭头的曲线，使这些曲线上任一点的切线方向都和该点的磁场方向相同，这样的曲线就叫做磁感应线，简称磁感线。1.磁感应线条形磁铁的磁感线和U 型磁铁的磁感线如图所示1.磁感应线在磁体外部，磁感线是从 N 极指向 S 极；在磁体内部，磁感线是从S 极指向N 极,磁感线是闭合曲线12.磁感线的特点磁感线不相交22.磁感线的特点磁感线密集的地方磁场强，磁感线稀疏的地方磁场弱32.磁感线的特点 磁感线和电场线一样，都是理想化的物理模型，实际上并不存在。但它可以比较直观地、形象地描述磁场中各点的方向 在磁场的某一区域内，如果各处的磁场的强弱和方向都相同，这个区域的的磁场就叫做匀强磁场磁铁并不是

4、磁场的唯一来源，电流也能产生磁场。瞬时电流方向涡流产生的感生磁场磁场方向涡流通电直导线的磁场1通电导线中的电流方向决定了该导线周围磁场的方向。通电直导线中电流的磁感线方向与电流方向之间的关系可以用安培定则来判定通电直导线的磁场1即：用右于握住导线，让伸直的大拇指所指的方向与电流方向一致，那么弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向，如图所示通电直导线的磁场1环形电流的磁场2环形电流磁场的磁感线方向与电流方向之间的关系可用安培定则来判断，即让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致，伸直的大拇指所指的方向就是环形导线中心磁感线的方向，如图所示环形电流的磁场2通电螺线管的磁场3通电螺线管磁场的磁感线方向

5、与电流方向之间的关系，也可以用安培定则来判定，即用右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向与电流方向一致，大拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向，如图所示通电螺线管的磁场3图中所示，巨大的电磁铁能吸起成万吨的钢铁，而小的磁铁只能吸起小铁钉。你知道这是为什么呢？实际上，磁场不仅有方向，而且有强弱。而磁感性的疏密只能定性地描述磁场在空间的分布情况。?我们怎样才能定量地来表示磁场的强弱呢？下面就让我们来学习能够定量描述磁场强弱的物理量，即磁通、磁感应强度、磁场强度与磁导率等及其相关知识。磁场变强磁场变弱是表示磁场的强弱的物理量，磁场的基本特性是对其中的电流有磁场力的作用。磁场变强磁场变弱因此研究磁

6、场的强弱，可以从分析电流在磁场中的受力情况着手，找出表示磁场的强弱的物理量。磁场中垂直于磁场方向的通电导线所受的磁场力F 与电流 I 和导线长度L 乘积的比值，叫做磁感应强度BFIL=磁感应强度 B 的大小反映了磁场的强弱程度。地磁场的磁感应强度大约是 0.510-4 TT（特）一般永久磁铁的磁感应强度大约是 0.4 0.7 T，在电机和变压器的铁心中，磁感应强度可达 0.8 1.4 TT（特）磁感应强度 B 的大小只与磁场本身性质有关，而与F，I，L无关磁感应强度 B 是矢量，它的方向就是该点的磁场方向，可以用磁感线形象地描绘。磁感线的切线方向表示该点 B 的方向B如果在磁场中的某一区域，各

7、点的磁感应强度大小和方向均相同,这个区域的磁场叫做匀强磁场。在电磁学里常常要讨论穿过某一个面的磁场，为此需要引入一个新的物理量磁通量。磁通量是描述磁场在某一范围内分布情况的物理量在匀强磁场中，在与磁感线垂直的某截面上，截面积与磁感应强度的乘积称为通过该截面的磁通量，用字母表示，即=BS 磁通量的单位是 Wb（韦伯），1 Wb=1 T 1 m2用字母表示，即=BS（B 与S 垂直）=0（B 与S 平行）Wb（韦伯），1 Wb=1 T 1 m2当我们用一个插有软铁芯的通电线圈去吸引铁钉，然后把通电线圈中的软铁芯抽出变成空心线圈再去吸引铁钉，便会发现两种情况下吸引力大小不同，前者比后者大得多。这表明

8、磁场的强弱不仅与电流的大小和导体的形状有关，还与磁场中磁介质的导磁性能有关。磁导率就是一个用来表示磁介质导磁性能的物理量。和不同材料有不同导电能力一样，不同的磁介质有不同的磁导率，它的单位为H/m（亨/米）真空中的磁导率是一个常数，有0表示，04107H/m。由于真空中的磁导率是一个常数，因此可以将其他磁介质的磁导率与真空的磁导率的比值叫做相对磁导率，用r表示相对磁导率没有单位，它表明在其他条件相同的情况下，磁介质中的导磁能力是真空中的多少倍n 根据各种物质导磁性能的不同，可把物质分为以下三种类型：反磁性物质：r1，这类物质中所产生的磁场要比真空中弱一些，如铜、石磨、银、锌等顺磁性物质：r1，

9、这类物质中所产生的磁场要比真空中强一些，如空气、铂、锡、铝等铁磁性物质：r1，而且不是一个常数，其他条件相同的情况下，这类物质中所产生的磁场要经真空中的磁场强几千甚至几万倍，因而在电工技术方面应用甚广，如铁、钢、钴、镍及某些合金等3反磁性物质和顺磁性物质的相对磁导率都接近于1，因而除铁磁性物质外其他物质的相对磁导率都可以认为等于1，并称这些物质为非铁磁物质由于磁场中各点的磁通密度B的大小与磁介质的性质有关，并且同一磁介质的磁导率并不是一个常数，这就是磁场的计算显得比较复杂因此，为了使磁场的计算简单，常用磁场强度这个物理量来表示磁场的性质。在磁场中，各点磁场强度的大小只与电流的大小和导体的形状有关，而与磁介质的性质无关磁场中某点的磁通密度B与媒介质磁导率的比值，叫做该点的磁场强度，用H来表示即：H=B/磁场强度也是一个矢量，在均匀的媒介质中，它的方向是和磁感应强度的方向一致的在国际单位制中，它的单位为A/m(安/米)。工程技术中常用辅助单位A/cm(安/厘米)1A/m100A/cm