精編中職中專《電工基礎(chǔ)》第五章磁場(chǎng)與電磁感應(yīng)課件

第五章電磁與電磁感應(yīng)一、小組回顧上一章：電容器1、電容器有什么作用？2、電容的單位是什么？3、電容器有哪幾種？4、選用時(shí)要注意什么問(wèn)題？5、電容連接有哪兩種基本形式？如何計(jì)算回顧提綱二、頭腦風(fēng)暴關(guān)于磁場(chǎng)我們都知道了什么？請(qǐng)以最快的速度用關(guān)鍵詞（四字以下）描述一下課題引入：磁場(chǎng)知識(shí)的應(yīng)用

東漢王充在《論衡》中寫道：“司南之杓，投之于地，其柢指南”

電腦硬盤上的磁讀寫機(jī)構(gòu)永磁式電聲喇叭示意圖電磁感應(yīng)的應(yīng)用小型電磁繼電器（直流）電磁感應(yīng)的應(yīng)用電磁感應(yīng)的應(yīng)用交流接觸器電磁感應(yīng)的應(yīng)用電磁感應(yīng)的應(yīng)用添加天津港相片電磁感應(yīng)的應(yīng)用電動(dòng)機(jī)電鈴電磁感應(yīng)的應(yīng)用變壓器

主要依靠磁懸浮力（即磁的吸力和排斥力）來(lái)推動(dòng)的列車。使車體浮離軌道，就像一架超低空飛機(jī)貼近特殊的軌道運(yùn)行。整個(gè)運(yùn)行過(guò)程是在無(wú)接觸、無(wú)磨擦的狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)高速行駛。時(shí)速可達(dá)500公里以上。電磁感應(yīng)的應(yīng)用

這是一款可以懸浮的燈。由上下兩部分組成，燈罩是直接懸浮在上面的。它是利用了磁懸浮的原理使得燈罩和燈懸浮了起來(lái)。

設(shè)計(jì)師AngelaJansen在荷蘭設(shè)計(jì)周上剛剛展出了這款神奇的燈具，其中還包括其他的一些懸浮產(chǎn)品。

磁懸浮燈雙缸洗衣機(jī)用的電磁閥電磁感應(yīng)的應(yīng)用用在很多自動(dòng)化設(shè)備上的牽引電磁鐵電磁感應(yīng)的應(yīng)用無(wú)聲的大炮——電磁炮美國(guó)海軍展示被電磁炮打中的靶子汽車領(lǐng)域

永磁起動(dòng)電機(jī)

傳感器

無(wú)刷直流電機(jī)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域

光驅(qū)存儲(chǔ)器打印機(jī)消費(fèi)類電子產(chǎn)品領(lǐng)域

微型馬達(dá)揚(yáng)聲器耳機(jī)麥克風(fēng)電器領(lǐng)域

便攜式電動(dòng)工具電機(jī)

家用電器電機(jī)工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域

磁耦合器

伺服電機(jī)工業(yè)產(chǎn)品領(lǐng)域

磁分離器

磁起重設(shè)備磁性材料器件及應(yīng)用誰(shuí)能說(shuō)出這個(gè)電路是怎么樣工作的？電磁應(yīng)用案例電路課題引入：磁場(chǎng)磁體及其性質(zhì)：某些物體能夠吸引鐵、鎳、鈷等物質(zhì)的性質(zhì)稱為磁性。具有磁性的物體稱為磁體。磁體分天然磁體和人造磁體兩大類。常見(jiàn)的人造磁體有條形磁體，蹄形磁體和磁針等。天磁磁體——軟磁鐵磁鐵磁鋼人造磁鐵磁體：具有磁性的物體把磁鐵一分為二，它們的磁極給分割開(kāi)嗎？磁極：北極（N）與南極（S）SN磁極之間存在相互作用，同性相斥，異性相吸。磁極不能單獨(dú)存在。SN異名磁極同名磁極磁場(chǎng)兩個(gè)磁極互不接觸，卻存在相互作用的力，這是為什么呢？原來(lái)在磁體周圍的空間中存在著一種特殊的物質(zhì)——磁場(chǎng)，磁極之間的作用就是通過(guò)磁場(chǎng)進(jìn)行傳遞的。磁場(chǎng)是一種物質(zhì)？磁場(chǎng)這種物質(zhì)看不見(jiàn)，摸不著，那如何描述呢？NS為了描述磁場(chǎng)而引入的假想曲線叫做磁感線。三、磁場(chǎng)的描述NSBNSNSF1.磁感線是空間分布的2.磁感線是假想的曲線，不真實(shí)存在3.任意兩條磁感線不相交4.磁感線是閉合曲線，外部從N極指向S極內(nèi)部從S指向N(與電場(chǎng)線不同）磁感線的特點(diǎn)條形磁體的磁感線磁感線分布規(guī)律：外部：從磁體N極出發(fā)，回到S極終止。內(nèi)部：S極指向N極蹄形磁鐵的磁感線磁感線的疏密表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱。為什么指南針能指示南北呢？地球周圍存在磁場(chǎng)，叫做地磁場(chǎng)。交流討論地球是個(gè)巨大的磁體四、電流的磁場(chǎng)把一個(gè)小磁針?lè)旁谕妼?dǎo)線旁，小磁針會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)；在鐵釘上饒上漆包線，通上電流后，鐵釘能吸住小鐵釘。這些都說(shuō)明，不僅磁體能產(chǎn)生磁場(chǎng)，電流也能產(chǎn)生磁場(chǎng)，這種現(xiàn)象稱為電流的磁效應(yīng)。試做一下通電直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)判斷方法：右手螺旋定則電線電流方向跳出紙面電流方向磁場(chǎng)方向通電螺線管判斷方法：右手螺旋定則拇指：磁場(chǎng)方向NS電流手指：電流方向磁懸浮列車是如何產(chǎn)生動(dòng)力的？那它又是如何剎車的呢？馬上改變列車的磁場(chǎng)方向？請(qǐng)畫出制動(dòng)原理圖。磁懸浮的懸浮原理磁懸浮列車五、磁場(chǎng)的主要物理量1、磁感應(yīng)強(qiáng)度（B）：為了定量地描述磁場(chǎng)中各點(diǎn)磁場(chǎng)中磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向，需要引入磁感應(yīng)強(qiáng)度等物理量。磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是特斯拉，簡(jiǎn)稱特，用字母T表示

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I和導(dǎo)線長(zhǎng)度l的乘積Il的比值稱為該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度，用B表示，即2、磁通（φ）設(shè)在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的均勻磁場(chǎng)中，有一個(gè)與磁場(chǎng)方向垂直的平面，面積為S，我們把B與S的乘積，定義為穿過(guò)這個(gè)面積的磁通量，簡(jiǎn)稱磁通。用φ表示磁通，則有

φ=BS

磁通的單位是韋伯，簡(jiǎn)稱韋，用Wb表示。五、磁場(chǎng)的主要物理量五、磁場(chǎng)的主要物理量3、磁導(dǎo)率（μ）不同的媒介質(zhì)對(duì)磁場(chǎng)的影響不同，影響的程度與媒介質(zhì)的導(dǎo)磁性能有關(guān)。

磁導(dǎo)率是一個(gè)用來(lái)表示媒介質(zhì)導(dǎo)磁性能的物理量，用μ表示，其單位為H/m。由實(shí)驗(yàn)測(cè)得真空中的磁導(dǎo)率μ0=4π×10-7H/m，為一常數(shù)。根據(jù)相對(duì)磁導(dǎo)率的大小，可把物質(zhì)分為三類：順磁物質(zhì)相對(duì)磁導(dǎo)率稍大于1。如空氣、鋁、鉻、鉑等。反磁物質(zhì)相對(duì)磁導(dǎo)率稍小于1。如氫、銅等。鐵磁物質(zhì)相對(duì)磁導(dǎo)率遠(yuǎn)大于1，其可達(dá)幾百甚至數(shù)萬(wàn)以上，且不是一個(gè)常數(shù)。如鐵、鈷、鎳、硅鋼、坡莫合金、鐵氧體等。4、磁場(chǎng)強(qiáng)度（H）在真空中，通電線圈磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與線圈的匝數(shù)、線圈長(zhǎng)度及電流強(qiáng)度有關(guān)式中B0——通電線圈的磁感應(yīng)強(qiáng)度，T；

μ0——真空的磁導(dǎo)率，H/m；

N——線圈的匝數(shù)；

L——線圈的長(zhǎng)度，m；

I——線圈中的電流，A。五、磁場(chǎng)的主要物理量EdwinHall（1855～1938）霍爾效應(yīng)是霍爾(Hall)24歲時(shí)在美國(guó)霍普金斯大學(xué)研究生期間，研究關(guān)于載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的受力性質(zhì)時(shí)發(fā)現(xiàn)的一種現(xiàn)象。霍爾效應(yīng)例１鐵棒A能吸引小磁針，鐵棒B能排斥小磁針，若將鐵棒A靠近鐵棒B時(shí)，則（）A、B一定互相吸引A、B一定互相排斥A、B間有可能無(wú)磁場(chǎng)力作用A、B間可能互相吸引，也可能互相排斥D例２把鐵棒甲的一端靠近鐵棒乙的中部，發(fā)現(xiàn)兩者吸引，而把乙的一端靠近甲的中部時(shí)兩者互不吸引，則（）甲有磁性，乙無(wú)磁性甲無(wú)磁性，乙有磁性甲和乙都有磁性甲和乙都沒(méi)有磁性A例３磁性水雷是用一個(gè)可以繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針來(lái)控制起爆電路的，軍艦被地磁場(chǎng)磁化后，就變成了一個(gè)浮動(dòng)的磁體，當(dāng)軍艦接近磁性水雷時(shí)，就會(huì)引起水雷的爆炸，其依據(jù)是（）A、磁體的吸鐵性B、磁極間相互作用的規(guī)律C、電荷作用間的相互作用規(guī)律D、磁場(chǎng)對(duì)電流的作用原理A例４實(shí)驗(yàn)表明，磁體能吸引一元硬幣，對(duì)這種現(xiàn)象解釋正確的是（）A、硬幣一定是鐵做的，因?yàn)榇朋w能吸引鐵B、硬幣一定是鋁做的，因?yàn)榇朋w能吸引鋁C、磁體的磁性越強(qiáng)，能吸引的物質(zhì)種類越多D、硬幣中含有磁性材料，磁化后能被吸引D幾種電流周圍的磁場(chǎng)分布直線電流的磁場(chǎng)通電螺線管的磁場(chǎng)環(huán)形電流的磁場(chǎng)特點(diǎn)無(wú)磁極、非勻強(qiáng)，且距導(dǎo)線越遠(yuǎn)處磁場(chǎng)與條形磁鐵的磁場(chǎng)相似，管內(nèi)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，管外為非勻強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)形電流的兩側(cè)是N極和S極，且離圓環(huán)中心越遠(yuǎn)，磁場(chǎng)安培定則越弱越弱直線電流的磁場(chǎng)通電螺線管的磁場(chǎng)環(huán)形電流的磁場(chǎng)立體圖橫截面圖縱截面圖磁體磁體磁場(chǎng)FF′磁體電流磁場(chǎng)電流和磁體都能在空間產(chǎn)生磁場(chǎng)磁場(chǎng)對(duì)電流和磁體都能產(chǎn)生力的作用FF′磁鐵與磁鐵通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生相互作用磁體與磁體、磁體與電流、電流與電流間的相互作用都是通過(guò)磁場(chǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的磁體/電流磁場(chǎng)磁體/電流INSNSNSNSNSSNIF勻強(qiáng)磁場(chǎng)特點(diǎn)：磁場(chǎng)強(qiáng)弱方向處處相等水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)BBB磁化與消磁電飯鍋跳閘的原理電飯鍋的中間有個(gè)磁鋼，磁鋼中的永磁鐵有這個(gè)特新在高溫的條件下會(huì)失去磁性。失去磁性的磁鐵，在重力的作用下就會(huì)掉下來(lái)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，也就是跳閘了。而這個(gè)高溫也就飯熟了的溫度電磁爐原理渦流加熱原理電磁爐存在輻射，但電磁爐的輻射絕對(duì)對(duì)人體無(wú)害，電磁爐的輻射量是手機(jī)的1/60，和40瓦的日光燈差不多，根本無(wú)害；再說(shuō)醫(yī)院里不用電磁理療治病救人呢，所以說(shuō)有磁力線輻射并不就都是對(duì)人體有害。您手機(jī)都敢用，還擔(dān)心電磁爐？

內(nèi)轉(zhuǎn)子直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)示意圖發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)圖§4-7互感一、互感現(xiàn)象和互感電動(dòng)勢(shì)在開(kāi)關(guān)SA閉合或斷開(kāi)瞬間以及改變RP的阻值，檢流計(jì)的指針都會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)。我們把由一個(gè)線圈中的電流發(fā)生變化而在另一線圈中產(chǎn)生電磁感應(yīng)的現(xiàn)象稱為互感現(xiàn)象，簡(jiǎn)稱互感。

由互感產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)稱為互感電動(dòng)勢(shì)，用eM表示?；ジ须妱?dòng)勢(shì)的計(jì)算公式為式中M稱為互感系數(shù)，簡(jiǎn)稱互感，單位和自感一樣，也是亨（H）。二、互感線圈的同名端我們把由于線圈繞向一致而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的極性始終保持一致的端子稱為線圈的同名端，用“

·

”或“*”表示。

圖中1、4、5就是一組同名端。SA閉合瞬間，A線圈有電流i從1端流進(jìn)，根據(jù)楞次定律，在A線圈兩端產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，極性為左正右負(fù)。利用同名端可確定B線圈的4端和C線圈的5端皆為互感電動(dòng)勢(shì)的正端。汽車點(diǎn)火系統(tǒng)汽車點(diǎn)火系統(tǒng)汽車點(diǎn)火系統(tǒng)§4-8磁路歐姆定律一、磁路磁通所通過(guò)的路徑稱為磁路。磁路可分為無(wú)分支磁路和有分支磁路。如上圖a和b為無(wú)分支磁路，c為有分支磁路。磁路中除鐵心外往往還有一小段非鐵磁材料，例如空氣隙等等。由于磁感線是連續(xù)的，所以通過(guò)無(wú)分支磁路各處橫截面的磁通是相等的。在漏磁不嚴(yán)重的情況下可將其忽略，只考慮主磁通。

與電路比較，磁路的漏磁現(xiàn)象要比電路的漏電現(xiàn)象嚴(yán)重得多。全部在磁路內(nèi)部閉合的磁通稱主磁通，部分經(jīng)過(guò)磁路周圍物質(zhì)而自成回路的磁通稱為漏磁通。二、磁路歐姆定律1．磁動(dòng)勢(shì)通電線圈的匝數(shù)越多，電流越大，磁場(chǎng)越強(qiáng)，磁通也就越多。我們把通過(guò)線圈的電流I和線圈匝數(shù)N的乘積稱為磁動(dòng)勢(shì)，用Fm表示，即

Fm=NI

磁動(dòng)勢(shì)的單位是A。2．磁阻磁通通過(guò)磁路時(shí)所受到的阻礙作用稱為磁阻，用符號(hào)Rm表示。其公式為

式中μ、l、S的單位分別為H/m、m、m2，磁阻Rm的單位為H－1。3．磁路歐姆定律 通過(guò)磁路的磁通與磁動(dòng)勢(shì)成正比，而與磁阻成反比，即

上式與電路的歐姆定律相似，故稱磁路歐姆定律。由于鐵磁材料磁導(dǎo)率的非線性，磁阻Rm不是常數(shù)，所以磁路歐姆定律只能對(duì)磁路作定性分析。三、磁路與電路的比較磁路電路

磁動(dòng)勢(shì)Fm

=NI電動(dòng)勢(shì)E磁通Φ電流I

磁阻