磁路的基本概念和基本定律

1、磁路的基本概念和基本定律磁路的基本概念和基本定律在很多電工設(shè)備（象變壓器、電機(jī)、電磁鐵等）中，不僅有電路的問題，同時(shí)還有磁路的問題，這一章，我們就學(xué)習(xí)磁的相關(guān)知識(shí)。一、磁鐵及其性質(zhì)：一、磁鐵及其性質(zhì)：人們把物體能夠吸引鐵、鈷等金屬及其合金的性質(zhì)叫做磁性，把具有磁性的物體叫做磁體（磁鐵）。磁體兩端磁性最強(qiáng)的區(qū)域叫磁極。任何磁體都具有兩個(gè)磁極，而且無論把磁體怎樣分割總保持有兩個(gè)異性磁極，也就是說，N極和S極總是成對(duì)出現(xiàn)的。與電荷間的相互作用

2、力相似，磁極間也存在相互的作用力，且同極性相互排斥，異極性相互吸引。11磁場(chǎng)與磁感應(yīng)線磁場(chǎng)與磁感應(yīng)線磁鐵周圍和電流周圍都存在磁場(chǎng)。磁場(chǎng)具有力和能的特征。磁感應(yīng)線能形象地描述磁場(chǎng)。它們是互不交叉的閉合曲線，在磁體外部有N極指向S極，在磁體內(nèi)部由S極指向N極，磁感應(yīng)線上某點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向，其疏密程度表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱。12描述磁場(chǎng)的物理量：描述磁場(chǎng)的物理量：磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B：在磁場(chǎng)中垂直于磁場(chǎng)方向的通電導(dǎo)線所受電磁力F與電流

3、I和導(dǎo)線有效長度L的乘積IL的比值即為該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度，即B＝FIL，單位：特斯拉。磁感應(yīng)強(qiáng)度是表示磁場(chǎng)中某點(diǎn)磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量，它是一個(gè)矢量，它與電流之間的方向關(guān)系可用右手螺旋定則來確定。磁通磁通∮：磁感應(yīng)強(qiáng)度B和與它垂直方向的某一截面積S的乘積，稱為通過該面積的磁通，即∮＝BS，由上式可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度在數(shù)值上可以看作與磁場(chǎng)方向相垂直的單位面積所通過的磁通，故又稱為磁通密度，單位是伏.秒，通常稱為“韋”。磁通∮是描述磁場(chǎng)在空間分布

4、的物理量。磁導(dǎo)率磁導(dǎo)率u是說明媒體介質(zhì)導(dǎo)磁性能的物理量。13定則定則電流與其產(chǎn)生磁場(chǎng)的方向可用安培定則（又稱右手螺旋法則）來判斷。安培定則既適用于判斷電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向，也可用于在已知磁場(chǎng)方向時(shí)判斷電流的方向。1.直線電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)，以右手拇指的指向表示電流方向，彎曲四指的指向即為磁場(chǎng)方向。2.環(huán)形電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)：以右手彎曲的四指表示電流方向，拇指所指的方向即為磁場(chǎng)方向。3通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)內(nèi)的受力方向，用左手定則來判斷。平伸左手，使拇指垂

5、直其余四指，手心正對(duì)磁場(chǎng)的方向，四指指向表示電流方向，則拇指的指向就是通電導(dǎo)體的受力方向?？捎孟率絹肀硎荆簭碾娫吹摹埃倍肆鞯健埃倍?；在其外部，從“＋”端經(jīng)負(fù)載流回“－”端。在線圈或直導(dǎo)體的內(nèi)部，感應(yīng)電流的方向和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向相同。22法拉第電磁感應(yīng)定律：法拉第電磁感應(yīng)定律：線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與線圈中磁通的變化速度（即變化率）成正比。即e=△∮△t（單匝線圈）式中的負(fù)號(hào)，表示了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向和磁通變化的趨勢(shì)相反。e=n△∮△t

6、e=n△∮△tn－線圈匝數(shù)△∮－n匝線圈的磁通變化量△t磁通變化△∮所需時(shí)間e－在△t時(shí)間內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值在實(shí)際應(yīng)用中常用楞次定律來判斷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向，而用法拉第電磁感應(yīng)定律來計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小（取絕對(duì)值）。這兩個(gè)定律是電磁感應(yīng)的基本定律。三、自感和互感自感和互感31由于電流線圈本身所產(chǎn)生的電流發(fā)生變化，而引起的電磁感應(yīng)叫自感現(xiàn)象，簡稱自感。線圈中通過每單位電流所產(chǎn)生的自感磁通數(shù)，稱為自感系數(shù)，也稱電感，用L表示L＝∮I單位亨

7、利（H）。自感是衡量線圈產(chǎn)生自感磁通本領(lǐng)大小的物理量。其大小不僅與線圈的匝數(shù)及幾何形狀有關(guān)，而且與線圈中媒介質(zhì)的磁導(dǎo)率有密切的關(guān)系。自感電動(dòng)勢(shì)的方向也可用楞次定律來判斷，即線圈中的外電流增大時(shí)，感應(yīng)電流的方向與外電流的方向相反；外電流減小時(shí)，感應(yīng)電流的方向與外電流的方向相同。自感電動(dòng)勢(shì)的大小也遵從法拉第電磁感應(yīng)定律。自感對(duì)人們來說既有利又有弊。例如：日光燈是利用鎮(zhèn)流器中的自感電動(dòng)勢(shì)來點(diǎn)燃燈管的，同時(shí)也利用它來限制燈管的電流；但是在含有大

8、電感元件的電路被切斷的瞬間，因電感兩端的自感電動(dòng)勢(shì)很高，在開關(guān)處會(huì)產(chǎn)生電弧，容易燒壞開關(guān)或損壞設(shè)備的元器件，這要盡量避免。通常在含有大電感的電路中都有滅弧裝置。最簡單的辦法是在開關(guān)或電感兩端并接一個(gè)適當(dāng)?shù)碾娮杌螂娙?，或先將電阻電容串接然后并接到電感兩端，讓自感電流有一條能量釋放的通路。32由一個(gè)線圈中的電流發(fā)生變化而在另一線圈感應(yīng)的現(xiàn)象叫互感現(xiàn)象，簡稱互感?；ジ须妱?dòng)勢(shì)的大小正比于穿過本線圈磁通的變化率，或正比于另一個(gè)線圈中電流的變化率。