電工基礎(chǔ)第二節(jié)電與磁

1、高壓進(jìn)網(wǎng)電工理論知識(shí)第一章 電工基礎(chǔ)知識(shí) 靜止電荷周?chē)嬖谥妶?chǎng)靜止電荷周?chē)嬖谥妶?chǎng), ,運(yùn)動(dòng)電荷可以形成電流，運(yùn)動(dòng)電荷可以形成電流，電流的周?chē)蜁?huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)。電流的周?chē)蜁?huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)。電和磁是不可分的電和磁是不可分的 研究電路問(wèn)題，如果對(duì)電流周?chē)嬖诘拇努F(xiàn)象不研究電路問(wèn)題，如果對(duì)電流周?chē)嬖诘拇努F(xiàn)象不了解，就可不能對(duì)電路有全面認(rèn)識(shí)。了解，就可不能對(duì)電路有全面認(rèn)識(shí)。 第二節(jié)第二節(jié) 電與磁電與磁磁性磁性能吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)的性質(zhì)能吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)的性質(zhì)磁極磁極磁鐵兩端磁性最強(qiáng)的區(qū)域，分磁鐵兩端磁性最強(qiáng)的區(qū)域，分S S極（指極（指南極）和南極）和N N極（指北極）極（指北極）一、磁現(xiàn)象一、磁現(xiàn)

2、象1 1、磁性和磁體、磁性和磁體磁體磁體具有磁性的物體，又稱(chēng)磁鐵具有磁性的物體，又稱(chēng)磁鐵磁化磁化使原來(lái)不帶磁性的物體使原來(lái)不帶磁性的物體具有磁性的過(guò)程具有磁性的過(guò)程磁鐵有磁鐵有天然磁鐵天然磁鐵和和人造磁鐵人造磁鐵兩種。兩種。地球是個(gè)大磁鐵，指南針指的是地球的南北極。地球是個(gè)大磁鐵，指南針指的是地球的南北極。磁鐵的重要性能：磁鐵的重要性能：同性同性磁極磁極相相排排斥斥，異性異性磁極磁極相吸相吸引引 磁力線每點(diǎn)切線方向磁力線每點(diǎn)切線方向 是該點(diǎn)磁場(chǎng)方向，彼此間永不相交。是該點(diǎn)磁場(chǎng)方向，彼此間永不相交。 磁力線的疏、密表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱，密表示該處磁磁力線的疏、密表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱，密表示該處磁場(chǎng)強(qiáng)，疏表示該處

3、磁場(chǎng)弱。場(chǎng)強(qiáng)，疏表示該處磁場(chǎng)弱。磁力線從磁力線從N極到極到S極，經(jīng)磁體內(nèi)部由極，經(jīng)磁體內(nèi)部由S極回到極回到N極。極。 2 2、磁場(chǎng)和磁力線、磁場(chǎng)和磁力線磁場(chǎng)磁場(chǎng)磁鐵周?chē)嬖诖帕ψ饔玫目臻g稱(chēng)為磁場(chǎng)磁鐵周?chē)嬖诖帕ψ饔玫目臻g稱(chēng)為磁場(chǎng), ,用用磁力線磁力線描繪描繪磁力線的性質(zhì)磁力線的性質(zhì)每根磁力線都是閉合回線。每根磁力線都是閉合回線。 磁場(chǎng)與電流關(guān)系磁場(chǎng)與電流關(guān)系電流越大磁場(chǎng)越強(qiáng)；電流越大磁場(chǎng)越強(qiáng)；磁場(chǎng)方向由右手螺旋定則磁場(chǎng)方向由右手螺旋定則確定確定3 3、電流的磁場(chǎng)、電流的磁場(chǎng)（1） 通電直導(dǎo)線的磁場(chǎng)通電直導(dǎo)線的磁場(chǎng)通電導(dǎo)線的周?chē)嬖诖艌?chǎng)。通電導(dǎo)線的周?chē)嬖诖艌?chǎng)。大拇指的方向?yàn)殡娏鞣较虼竽粗傅姆较?/p>

4、為電流方向彎曲的四指為磁場(chǎng)方向彎曲的四指為磁場(chǎng)方向電流越大，磁場(chǎng)越強(qiáng)；電流越大，磁場(chǎng)越強(qiáng)；線圈匝數(shù)越多，磁場(chǎng)越線圈匝數(shù)越多，磁場(chǎng)越強(qiáng)；強(qiáng)；磁場(chǎng)方向由右手螺旋定磁場(chǎng)方向由右手螺旋定則確定則確定（2） 載流線圈載流線圈的磁場(chǎng)的磁場(chǎng)通電線圈的周?chē)嬖诖艌?chǎng)。通電線圈的周?chē)嬖诖艌?chǎng)。磁場(chǎng)與電流關(guān)系磁場(chǎng)與電流關(guān)系磁場(chǎng)的磁場(chǎng)的N極極大拇指為線圈內(nèi)部磁場(chǎng)的大拇指為線圈內(nèi)部磁場(chǎng)的N N極方向極方向彎曲的四指為電流方向彎曲的四指為電流方向1 1、磁通、磁通（）磁通磁通通過(guò)與磁場(chǎng)方向垂直的某一面積上通過(guò)與磁場(chǎng)方向垂直的某一面積上的磁力線的總數(shù)的磁力線的總數(shù)單位單位韋伯韋伯Wb ，麥克斯韋麥克斯韋Mx二二 磁場(chǎng)的基本

5、物理量磁場(chǎng)的基本物理量1 1Wb =108Mx面積一定時(shí)面積一定時(shí), ,通過(guò)該面積的磁通越多，則表示磁通過(guò)該面積的磁通越多，則表示磁場(chǎng)越強(qiáng)。場(chǎng)越強(qiáng)。明確明確2 2、磁感應(yīng)強(qiáng)度（、磁感應(yīng)強(qiáng)度（B）磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的矢量表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的矢量BS單位單位特斯拉特斯拉 T ，高斯，高斯Gs永久磁鐵磁感應(yīng)強(qiáng)度約為永久磁鐵磁感應(yīng)強(qiáng)度約為 0.2 0.7T電機(jī)、變壓器鐵心磁感應(yīng)強(qiáng)度約為電機(jī)、變壓器鐵心磁感應(yīng)強(qiáng)度約為 0.8 1.5T地球磁感應(yīng)強(qiáng)度僅約為地球磁感應(yīng)強(qiáng)度僅約為 5 10-5T了解了解均勻磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度等于單位面均勻磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度等于單位面積的磁通量。所以磁感應(yīng)強(qiáng)

6、度又叫磁積的磁通量。所以磁感應(yīng)強(qiáng)度又叫磁通密度通密度3 3、磁導(dǎo)率（、磁導(dǎo)率（）磁導(dǎo)率磁導(dǎo)率表示物質(zhì)導(dǎo)磁性能的物理量表示物質(zhì)導(dǎo)磁性能的物理量 導(dǎo)體通入恒定電流，周?chē)橘|(zhì)不同時(shí)，磁場(chǎng)中同導(dǎo)體通入恒定電流，周?chē)橘|(zhì)不同時(shí)，磁場(chǎng)中同一點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度也不同，一點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度也不同，不同介質(zhì)對(duì)磁場(chǎng)的影響不同不同介質(zhì)對(duì)磁場(chǎng)的影響不同。真空磁導(dǎo)率真空磁導(dǎo)率0mH70104 相對(duì)磁導(dǎo)率相對(duì)磁導(dǎo)率r比較各種介質(zhì)導(dǎo)磁能力比較各種介質(zhì)導(dǎo)磁能力定義定義0 r或或0BBr 物質(zhì)按磁導(dǎo)率分為三類(lèi)物質(zhì)按磁導(dǎo)率分為三類(lèi) 順磁性物質(zhì)，如空氣、鋁、鎢等，磁導(dǎo)率比順磁性物質(zhì)，如空氣、鋁、鎢等，磁導(dǎo)率比真空磁導(dǎo)率稍大，相對(duì)磁導(dǎo)率真空磁導(dǎo)

7、率稍大，相對(duì)磁導(dǎo)率r 約等于約等于1。 逆磁性物質(zhì)，如氫、銅、銀、金等，磁導(dǎo)率逆磁性物質(zhì)，如氫、銅、銀、金等，磁導(dǎo)率比真空磁導(dǎo)率稍小，相對(duì)磁導(dǎo)率比真空磁導(dǎo)率稍小，相對(duì)磁導(dǎo)率r 也約等于也約等于1。 鐵磁性物質(zhì)，如鐵、鈷、鎳等，磁導(dǎo)率遠(yuǎn)大鐵磁性物質(zhì)，如鐵、鈷、鎳等，磁導(dǎo)率遠(yuǎn)大于真空磁導(dǎo)率，相對(duì)磁導(dǎo)率于真空磁導(dǎo)率，相對(duì)磁導(dǎo)率r 遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1。、為非鐵磁性物質(zhì)，相對(duì)磁導(dǎo)率為非鐵磁性物質(zhì)，相對(duì)磁導(dǎo)率r 約為約為1 。 鐵磁物質(zhì)的高導(dǎo)磁性能廣泛用于電氣設(shè)備，例如鐵磁物質(zhì)的高導(dǎo)磁性能廣泛用于電氣設(shè)備，例如變壓器、電機(jī)的鐵心。變壓器、電機(jī)的鐵心。4 4、磁場(chǎng)強(qiáng)度（、磁場(chǎng)強(qiáng)度（H）磁場(chǎng)強(qiáng)度磁場(chǎng)強(qiáng)度磁感應(yīng)

8、強(qiáng)度大小與磁導(dǎo)率的比值磁感應(yīng)強(qiáng)度大小與磁導(dǎo)率的比值定義定義 BH 單位單位安安/米米 A/m三三 電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)當(dāng)導(dǎo)體相對(duì)于磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)而切割當(dāng)導(dǎo)體相對(duì)于磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)而切割磁力線或線圈中磁通發(fā)生變化磁力線或線圈中磁通發(fā)生變化時(shí)，在導(dǎo)體或線圈中都會(huì)產(chǎn)生時(shí)，在導(dǎo)體或線圈中都會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，進(jìn)而在導(dǎo)體或線圈回電動(dòng)勢(shì)，進(jìn)而在導(dǎo)體或線圈回路產(chǎn)生電流的現(xiàn)象。路產(chǎn)生電流的現(xiàn)象。電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電流電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電流感應(yīng)電流感應(yīng)電流感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)由電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)由電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)1 1、直導(dǎo)體感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、直導(dǎo)體感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 導(dǎo)體在均勻磁場(chǎng)沿與磁力線垂直方向運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體在均勻磁場(chǎng)沿與磁力線垂直

9、方向運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體導(dǎo)體中將中將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。大小大小電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)E E的大小，與磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，與磁感應(yīng)強(qiáng)度B B、導(dǎo)、導(dǎo)體有效長(zhǎng)度體有效長(zhǎng)度l及相對(duì)速度及相對(duì)速度v成正比。成正比。BlvE 式中，式中，B的的單位單位為為特斯拉特斯拉( (T) )， l的單位的單位為為米米(m)， E的的單位單位為為伏特伏特(V), , v的的單位單位為為每秒米每秒米( (m/s）。）。方向方向由右手定則確定。即：將右手的掌心由右手定則確定。即：將右手的掌心迎著磁力線，大拇指指向?qū)Ь€運(yùn)動(dòng)的迎著磁力線，大拇指指向?qū)Ь€運(yùn)動(dòng)的方向，則四指的方向就是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向，則四指的方向就是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向。的方

10、向。電磁感應(yīng)是發(fā)電磁感應(yīng)是發(fā)電機(jī)的理論基電機(jī)的理論基礎(chǔ)礎(chǔ)方向方向2 2、線圈感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、線圈感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 當(dāng)穿過(guò)線圈的磁通發(fā)生變化時(shí)，線圈中將產(chǎn)生當(dāng)穿過(guò)線圈的磁通發(fā)生變化時(shí)，線圈中將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。大小大小由由法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律確定，即確定，即感應(yīng)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與穿過(guò)線圈的磁通的磁電動(dòng)勢(shì)的大小與穿過(guò)線圈的磁通的磁通的變化率成正比。通的變化率成正比。tNe式中，式中，e e為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（V V）；）； N為為線圈的匝數(shù)；線圈的匝數(shù)； /t為磁通變化率（為磁通變化率（Wb/s）方向方向由由楞次定律楞次定律確定，確定，即閉合線圈回路中即閉合線圈回路中感應(yīng)電

11、動(dòng)勢(shì)的方向，總是企圖使它產(chǎn)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向，總是企圖使它產(chǎn)生的磁場(chǎng)阻礙原來(lái)磁場(chǎng)的變化。生的磁場(chǎng)阻礙原來(lái)磁場(chǎng)的變化。tNe故故四四 磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體的作用磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體的作用通電直導(dǎo)體處于磁場(chǎng)之中，將會(huì)受到力的作用通電直導(dǎo)體處于磁場(chǎng)之中，將會(huì)受到力的作用電磁力大小電磁力大小sinBIlF 導(dǎo)體所受電磁力大小與磁場(chǎng)的導(dǎo)體所受電磁力大小與磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B B，導(dǎo)體電流，導(dǎo)體電流I I，導(dǎo)，導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的有效長(zhǎng)度體在磁場(chǎng)中的有效長(zhǎng)度l及導(dǎo)體及導(dǎo)體與磁力線的夾角與磁力線的夾角有關(guān)有關(guān)。當(dāng)導(dǎo)體與磁力線平行時(shí)當(dāng)導(dǎo)體與磁力線平行時(shí)=0，當(dāng)導(dǎo)體與磁力線垂直時(shí)當(dāng)導(dǎo)體與磁力線垂直時(shí)=900由左手定則確定。

12、即：將左手伸平，由左手定則確定。即：將左手伸平，大拇指與四指垂直，讓磁力線穿過(guò)手大拇指與四指垂直，讓磁力線穿過(guò)手心，心，四指指向電流方向，四指指向電流方向，則則大拇指所大拇指所指方向就是導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)的方向，指方向就是導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)的方向，方向方向五五 自感與互感現(xiàn)象自感與互感現(xiàn)象1 1、自感現(xiàn)象、自感現(xiàn)象 當(dāng)電流流過(guò)線圈時(shí)，在線圈周?chē)a(chǎn)生磁通。當(dāng)當(dāng)電流流過(guò)線圈時(shí)，在線圈周?chē)a(chǎn)生磁通。當(dāng)線圈電流變化時(shí)，磁通也相應(yīng)發(fā)生變化。根據(jù)電磁線圈電流變化時(shí)，磁通也相應(yīng)發(fā)生變化。根據(jù)電磁感應(yīng)原理，線圈中將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。這種由于線感應(yīng)原理，線圈中將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。這種由于線圈自身電流的變化產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象就稱(chēng)為圈自身電流的變化產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象就稱(chēng)為自自感現(xiàn)象。感現(xiàn)象。2 2、互感現(xiàn)象、互感現(xiàn)象 如果兩個(gè)線圈放得很近，或繞在同一個(gè)鐵芯磁如果兩個(gè)線圈放得很近，或繞在同一個(gè)鐵芯磁路上，則當(dāng)一個(gè)線圈路上，則當(dāng)一個(gè)線圈流過(guò)電流流過(guò)電流時(shí)，其產(chǎn)生的磁通將時(shí)，其產(chǎn)生的磁通將有一部分穿過(guò)另一個(gè)線圈。從而當(dāng)一個(gè)線圈