非電氣專(zhuān)業(yè)人員光伏、風(fēng)電培訓(xùn)課件二(電路基礎(chǔ)2)-最終版

1、/531總總 目目 錄錄第一第一章章 電工基礎(chǔ)電工基礎(chǔ)第二第二章章 電子電路電子電路第三章第三章 光伏發(fā)電光伏發(fā)電第四章第四章 風(fēng)力發(fā)電風(fēng)力發(fā)電第五章第五章 配電裝置（巡視、異常、事故、維護(hù)）配電裝置（巡視、異常、事故、維護(hù)）第六章第六章 廠用電系統(tǒng)（低壓五線(xiàn)制系統(tǒng)）廠用電系統(tǒng)（低壓五線(xiàn)制系統(tǒng)）/532第第七七章章 電氣主接線(xiàn)的形式和電力系統(tǒng)簡(jiǎn)介電氣主接線(xiàn)的形式和電力系統(tǒng)簡(jiǎn)介第第八八章章 直流系統(tǒng)直流系統(tǒng)及及交流不間斷電源交流不間斷電源UPSUPS電電氣運(yùn)行行的特點(diǎn)和任務(wù)要求氣運(yùn)行行的特點(diǎn)和任務(wù)要求電氣電氣主主設(shè)備設(shè)備結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)及運(yùn)行維護(hù)及運(yùn)行維護(hù)第一第一 電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)第第一節(jié)一節(jié) 變壓器變壓器

2、第二篇第二篇 電氣設(shè)備倒閘操作電氣設(shè)備倒閘操作第三篇第三篇 電氣工作票電氣工作票第第五五章章 發(fā)電機(jī)同期并列發(fā)電機(jī)同期并列裝置裝置第六第六章章 其他設(shè)備其他設(shè)備化學(xué)變頻器化學(xué)變頻器/533第五篇第五篇 繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置第一章第一章 電動(dòng)機(jī)保護(hù)電動(dòng)機(jī)保護(hù)第二章第二章 廠用廠用變壓器變壓器保護(hù)保護(hù)第第三三章章 發(fā)變組發(fā)變組保護(hù)保護(hù)第四章第四章 110kV110kV母線(xiàn)保護(hù)母線(xiàn)保護(hù)第第五五章章110kV110kV線(xiàn)路微機(jī)保護(hù)線(xiàn)路微機(jī)保護(hù)第第六六章自動(dòng)裝置章自動(dòng)裝置第七章第七章 ECS ECS 和和 NCS NCS 系統(tǒng)系統(tǒng)第第七七篇篇 電氣運(yùn)行電氣運(yùn)行、檢修、檢修規(guī)程解析規(guī)程解析

3、/534 第四節(jié)第四節(jié)電與電與磁磁 電電和磁是相互聯(lián)系不可分割的兩個(gè)基本現(xiàn)象，幾乎所有電和磁是相互聯(lián)系不可分割的兩個(gè)基本現(xiàn)象，幾乎所有電氣設(shè)備的工作原理都與電和磁有密切的關(guān)系。氣設(shè)備的工作原理都與電和磁有密切的關(guān)系。 根據(jù)相對(duì)磁導(dǎo)率r值的不同，自然界的物質(zhì)大致可分為兩大類(lèi)： 1、非磁性物質(zhì) 如空氣、塑料、銅、鋁、橡膠等。這些物質(zhì)的導(dǎo)磁能力很差，磁導(dǎo)率均與真空的磁導(dǎo)率非常接近。非磁性物質(zhì)的磁導(dǎo)率可認(rèn)為是常量。 如鐵、鎳、鈷、鋼及其合金等。這些物質(zhì)的導(dǎo)磁能力非常強(qiáng)，其磁導(dǎo)率一般為真空的幾百、幾千乃至幾萬(wàn)、幾十萬(wàn)倍。 如鑄鐵，其相對(duì)磁導(dǎo)率r200400；鑄鋼的相對(duì)磁導(dǎo)率r5002200；硅鋼的r70

4、0010000。顯然，鐵磁物質(zhì)的磁導(dǎo)率不是常量，而是一個(gè)范圍，即隨外部條件變化。2、鐵磁性物質(zhì)一、導(dǎo)磁材料及特性/535 鐵磁材料內(nèi)部往往有相鄰的幾百個(gè)分子電流圈流向一致，這些分子電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)疊加起來(lái)，就形成了一個(gè)個(gè)天然的小磁性區(qū)域磁疇。 不同鐵磁物質(zhì)內(nèi)部磁疇的數(shù)量不同。通常情況下，鐵磁材料內(nèi)部的磁疇排列雜亂無(wú)章，其磁性相互抵消，因此對(duì)外不顯示磁性。 鐵磁材料之所以具有高導(dǎo)磁性。鐵磁材料之所以具有高導(dǎo)磁性。是因?yàn)樵谄鋬?nèi)部具有一種特殊的物是因?yàn)樵谄鋬?nèi)部具有一種特殊的物質(zhì)結(jié)構(gòu)質(zhì)結(jié)構(gòu)磁疇磁疇。這些磁疇相當(dāng)于這些磁疇相當(dāng)于一個(gè)個(gè)小磁鐵。一個(gè)個(gè)小磁鐵。顯然，磁疇是由分子電流產(chǎn)生的。 有外磁場(chǎng)作用時(shí)磁疇

5、在外界磁場(chǎng)的作磁疇在外界磁場(chǎng)的作用下，均發(fā)生用下，均發(fā)生歸順性歸順性轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向，使得鐵磁材料，使得鐵磁材料內(nèi)部形成一個(gè)很強(qiáng)的內(nèi)部形成一個(gè)很強(qiáng)的附加磁場(chǎng)附加磁場(chǎng)。 3、 鐵磁物質(zhì)的磁性能/536 磁路磁路的主要部分是由高導(dǎo)磁材料構(gòu)成，使得磁通被限制在的主要部分是由高導(dǎo)磁材料構(gòu)成，使得磁通被限制在磁路內(nèi)部，這就像電流被限制在電路中一樣，磁路內(nèi)部，這就像電流被限制在電路中一樣，可以用類(lèi)似于電可以用類(lèi)似于電路分析方法來(lái)建立磁路分析方法路分析方法來(lái)建立磁路分析方法。 由于由于變壓器和電機(jī)的鐵心多是由高導(dǎo)磁材料構(gòu)成的，因此變壓器和電機(jī)的鐵心多是由高導(dǎo)磁材料構(gòu)成的，因此磁路方法可用作分析變壓器和電機(jī)的重要工具

6、磁路方法可用作分析變壓器和電機(jī)的重要工具。簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單磁路磁路4、磁路lNiH 名詞：名詞：磁場(chǎng)強(qiáng)度磁場(chǎng)強(qiáng)度- -H=NI/L H=NI/L L L有效有效磁路磁路長(zhǎng)度。長(zhǎng)度。 磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度-B-B H H - -導(dǎo)磁率：導(dǎo)導(dǎo)磁率：導(dǎo)磁材料磁材料的相對(duì)磁導(dǎo)率。的相對(duì)磁導(dǎo)率。/537磁滯回線(xiàn)中H為零時(shí)B并不為零 的現(xiàn)象說(shuō)明鐵磁材料具有剩磁性。BH0cbaoa段是線(xiàn)性段ab段是上升段bc段是磁化曲線(xiàn)的膝部C點(diǎn)以后是飽和段 起始磁化曲線(xiàn)的ab段反映了鐵磁材料的高導(dǎo)磁性；c點(diǎn)以后說(shuō)明鐵磁材料具有磁飽和性，i大-。磁滯回線(xiàn)中B的變化總是落后于H的變化說(shuō)明鐵磁材料具有磁滯性鐵磁材料反復(fù)磁化一周所構(gòu)成的

7、曲線(xiàn)稱(chēng)為磁滯回線(xiàn)。5、 鐵磁材料的磁飽和性、磁滯性和剩磁性Iu電路部分電路部分磁路部分磁路部分lNiH B B H H/538 對(duì)于對(duì)于同一種鐵磁材料，選擇不同同一種鐵磁材料，選擇不同的磁場(chǎng)的磁場(chǎng)HmHm進(jìn)行反復(fù)磁化，可測(cè)出一系進(jìn)行反復(fù)磁化，可測(cè)出一系列大小不同的列大小不同的磁滯回線(xiàn)。磁滯回線(xiàn)。 如圖所如圖所示。再將所有磁滯回線(xiàn)在第示。再將所有磁滯回線(xiàn)在第一象限的頂點(diǎn)連接起來(lái)，所形成的曲一象限的頂點(diǎn)連接起來(lái)，所形成的曲線(xiàn)稱(chēng)為基本磁化曲線(xiàn)或線(xiàn)稱(chēng)為基本磁化曲線(xiàn)或平均磁化曲線(xiàn)平均磁化曲線(xiàn)。 鐵鐵磁材料在交變磁場(chǎng)作用下反復(fù)磁材料在交變磁場(chǎng)作用下反復(fù)磁化的過(guò)程中要消耗一定的能量，磁化的過(guò)程中要消耗一定的

8、能量， 這這種功率損耗稱(chēng)為種功率損耗稱(chēng)為磁滯損耗磁滯損耗。 6、磁滯特性及其損耗 對(duì)于同一種鐵磁材料，選擇不同的磁場(chǎng)對(duì)于同一種鐵磁材料，選擇不同的磁場(chǎng)HmHm進(jìn)行反復(fù)磁化，進(jìn)行反復(fù)磁化，可測(cè)出一系列大小不同的磁滯回線(xiàn)?？蓽y(cè)出一系列大小不同的磁滯回線(xiàn)。 鐵鐵磁材料的磁滯損耗與磁滯回線(xiàn)的面積磁材料的磁滯損耗與磁滯回線(xiàn)的面積 、電源頻率電源頻率f f，以及，以及鐵心體積鐵心體積V V成正比成正比。 由此由此，為了降低磁滯損耗應(yīng)選用磁滯回線(xiàn)面積小的鐵磁材，為了降低磁滯損耗應(yīng)選用磁滯回線(xiàn)面積小的鐵磁材料，并盡量減少鐵心的體積料，并盡量減少鐵心的體積。比如。比如：硅鋼片的磁滯回線(xiàn)面積小，：硅鋼片的磁滯回線(xiàn)

9、面積小， 且因磁導(dǎo)率高可減小鐵心體積，常被選用作為電機(jī)和變壓器的且因磁導(dǎo)率高可減小鐵心體積，常被選用作為電機(jī)和變壓器的鐵心材料。鐵心材料。/539 對(duì)于對(duì)于硅鋼片一類(lèi)具有硅鋼片一類(lèi)具有導(dǎo)電性的鐵磁材料導(dǎo)電性的鐵磁材料還有一個(gè)重要特性，還有一個(gè)重要特性，即在交變磁場(chǎng)的作用下，鐵心中會(huì)出現(xiàn)渦流，并由此產(chǎn)生渦流即在交變磁場(chǎng)的作用下，鐵心中會(huì)出現(xiàn)渦流，并由此產(chǎn)生渦流損耗。損耗。 7、渦流特性及其損耗 如圖所如圖所示，示，由于鐵心是由于鐵心是導(dǎo)電的導(dǎo)電的，在交變磁通的作用下，在交變磁通的作用下，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，鐵心中將根據(jù)電磁感應(yīng)定律，鐵心中將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，這個(gè)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，這個(gè)電動(dòng)勢(shì)作用在

10、導(dǎo)體上，就引起電流。作用在導(dǎo)體上，就引起電流。這些電流在鐵心內(nèi)部圍繞磁通這些電流在鐵心內(nèi)部圍繞磁通形成旋渦狀流動(dòng)，故稱(chēng)為形成旋渦狀流動(dòng)，故稱(chēng)為渦流渦流。渦流在鐵心中要產(chǎn)生一定的能渦流在鐵心中要產(chǎn)生一定的能量損耗，稱(chēng)為量損耗，稱(chēng)為渦流損耗渦流損耗。 渦流損耗渦流損耗與磁場(chǎng)頻率與磁場(chǎng)頻率f f、磁通密度、磁通密度B Bm m和硅鋼片的厚度成正比和硅鋼片的厚度成正比；與鐵心的電阻率成反比與鐵心的電阻率成反比。 因此因此，為了降低渦流損耗，電機(jī)和變壓器的鐵心通常采用，為了降低渦流損耗，電機(jī)和變壓器的鐵心通常采用含硅量較高的含硅量較高的薄硅鋼片薄硅鋼片（厚度為（厚度為0.350.5mm0.350.5mm

11、）疊成。）疊成。 12/5310硅鋼片渦流平面動(dòng)畫(huà)演示硅鋼片渦流平面動(dòng)畫(huà)演示/5311軟磁材料具有磁導(dǎo)率很高、易磁化、易去磁的顯著特點(diǎn)，適用于制作各種電機(jī)、電器的鐵心。軟磁材料：8、鐵磁材料的分類(lèi)和用途 鐵磁材料根據(jù)工程上用途的不同可以分為三大類(lèi)：硬磁材料的磁導(dǎo)率不太高、但一經(jīng)磁化能保留很大剩磁且不易去磁，適用于制作各種永久磁體。硬磁材料：矩磁材料磁導(dǎo)率極高、磁化過(guò)程中只有正、負(fù)兩個(gè)飽和點(diǎn)，適用于制作各類(lèi)存儲(chǔ)器中記憶元件的磁芯。矩磁材料：BH0軟磁性材料磁滯回線(xiàn)包圍的面積很小。BH0硬磁性材料磁滯回線(xiàn)包圍的面積很寬大。BH0/5312 人們?nèi)藗儼丫哂形F、鎳、鈷等物質(zhì)的性質(zhì)稱(chēng)為把具有吸引鐵、

12、鎳、鈷等物質(zhì)的性質(zhì)稱(chēng)為磁性磁性。 具有具有磁性的物體叫磁性的物體叫磁體磁體。 使使原來(lái)不帶有磁性的物體具有磁性的過(guò)程，叫原來(lái)不帶有磁性的物體具有磁性的過(guò)程，叫磁化磁化 。 天然存在的磁鐵（磁鐵礦）天然存在的磁鐵（磁鐵礦）叫叫天然磁鐵天然磁鐵。 經(jīng)過(guò)一定工藝磁化過(guò)的經(jīng)過(guò)一定工藝磁化過(guò)的磁鐵，叫磁鐵，叫人造磁鐵人造磁鐵。 在電氣設(shè)備上使用的絕在電氣設(shè)備上使用的絕大部分為人造磁鐵。大部分為人造磁鐵。 NS/5313實(shí)實(shí) 例例 地球地球的地理的地理兩極與地磁場(chǎng)的兩極與地磁場(chǎng)的兩極并不重合兩極并不重合， 磁針磁針并非準(zhǔn)確地并非準(zhǔn)確地指南或指北，有指南或指北，有個(gè)夾角，叫地個(gè)夾角，叫地磁磁偏角，偏角，簡(jiǎn)稱(chēng)

13、磁偏角。簡(jiǎn)稱(chēng)磁偏角。/5314生活中的磁鐵生活中的磁鐵冰箱門(mén)四周的密封條冰箱門(mén)四周的密封條磁性文具盒磁性文具盒指南針指南針電磁起重機(jī)電磁起重機(jī)司南司南門(mén)吸門(mén)吸/5315磁化與消磁磁化與消磁電飯鍋跳閘的原理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)掉的作用下就會(huì)掉下來(lái)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，也就是跳閘下來(lái)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，也就是跳閘了，而了，而這個(gè)高溫也就飯熟了的這個(gè)高溫也就飯熟了的溫度。溫度。 磁磁不但能通過(guò)永久磁鐵產(chǎn)生不但能通過(guò)永久磁鐵產(chǎn)生

14、，而且，而且還可以通過(guò)電流通過(guò)導(dǎo)還可以通過(guò)電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生體產(chǎn)生。 只要只要有電流存在就有磁的存在有電流存在就有磁的存在， 電電的磁效應(yīng)和熱效應(yīng)一樣，是在產(chǎn)生電流的同時(shí)隨之產(chǎn)生的磁效應(yīng)和熱效應(yīng)一樣，是在產(chǎn)生電流的同時(shí)隨之產(chǎn)生的的。 磁鐵磁鐵兩端磁性最強(qiáng)兩端磁性最強(qiáng)的區(qū)域我們稱(chēng)的區(qū)域我們稱(chēng)磁極磁極。 磁極磁極分北極（分北極（N N）和南極（）和南極（S S）。 磁極磁極具有具有同性相拆，異性相吸同性相拆，異性相吸的特性的特性。 磁極磁極間相互作用力我們稱(chēng)之為間相互作用力我們稱(chēng)之為磁力磁力。 N N極和極和S S極總是相對(duì)存在的。極總是相對(duì)存在的。 /5317 實(shí)驗(yàn)證明，如果把一條磁實(shí)驗(yàn)證明，如果

15、把一條磁鐵分成幾段，折斷處會(huì)出現(xiàn)兩鐵分成幾段，折斷處會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)相異的磁性。繼續(xù)下去，會(huì)個(gè)相異的磁性。繼續(xù)下去，會(huì)具有同樣現(xiàn)象，我們永遠(yuǎn)找不具有同樣現(xiàn)象，我們永遠(yuǎn)找不到一個(gè)單獨(dú)存在的磁極，也就到一個(gè)單獨(dú)存在的磁極，也就是說(shuō)是說(shuō)N N極和極和S S極總是相對(duì)存在的。極總是相對(duì)存在的。 二、磁場(chǎng)與磁力線(xiàn)二、磁場(chǎng)與磁力線(xiàn) 磁場(chǎng)磁場(chǎng) 磁體磁體周?chē)嬖诖帕ψ饔玫目臻g稱(chēng)為周?chē)嬖诖帕ψ饔玫目臻g稱(chēng)為磁場(chǎng)磁場(chǎng)?；ハ嗷ハ嗖唤佑|的磁體不接觸的磁體之間具有的相互作用力，就是通過(guò)磁場(chǎng)這之間具有的相互作用力，就是通過(guò)磁場(chǎng)這一特殊物質(zhì)進(jìn)行傳遞的一特殊物質(zhì)進(jìn)行傳遞的。（磁場(chǎng)和電場(chǎng)磁場(chǎng)和電場(chǎng)一樣，都是一種特殊物質(zhì)，之所以被稱(chēng)為

16、特殊一樣，都是一種特殊物質(zhì)，之所以被稱(chēng)為特殊物質(zhì)，是因?yàn)槲镔|(zhì)，是因?yàn)樗麄儾皇怯煞肿雍驮铀M成他們不是由分子和原子所組成。）。） 磁力線(xiàn)磁力線(xiàn) 為了形象地描述磁場(chǎng)，人為了形象地描述磁場(chǎng)，人們們抽象的引出磁力線(xiàn)抽象的引出磁力線(xiàn)這一概這一概念。念。 規(guī)定規(guī)定，外磁場(chǎng)磁力線(xiàn)由，外磁場(chǎng)磁力線(xiàn)由N N極指向極指向S S極，在磁場(chǎng)內(nèi)部是由極，在磁場(chǎng)內(nèi)部是由S S極指向極指向N N極，我們通常以磁極，我們通常以磁力線(xiàn)方向表示磁場(chǎng)方向。力線(xiàn)方向表示磁場(chǎng)方向。/53181. 1.磁力線(xiàn)磁力線(xiàn)是空間分布的是空間分布的2. 2.磁力線(xiàn)磁力線(xiàn)是假想的曲線(xiàn)，不真實(shí)存在是假想的曲線(xiàn)，不真實(shí)存在3. 3.任意兩條任意兩條磁

17、力線(xiàn)磁力線(xiàn)不相交不相交4. 4.磁力線(xiàn)磁力線(xiàn)是是閉合曲線(xiàn)閉合曲線(xiàn)，外部從，外部從N N極指向極指向S S極內(nèi)部從極內(nèi)部從S S指向指向N N ( (與電場(chǎng)線(xiàn)不同）與電場(chǎng)線(xiàn)不同） 磁磁力力線(xiàn)線(xiàn)的特點(diǎn)的特點(diǎn) 我們我們用磁力線(xiàn)根數(shù)的多少和疏密度來(lái)描繪磁場(chǎng)的強(qiáng)弱。用磁力線(xiàn)根數(shù)的多少和疏密度來(lái)描繪磁場(chǎng)的強(qiáng)弱。 圖圖中中a a、b b磁場(chǎng)面積相同，圖磁場(chǎng)面積相同，圖b b的磁力線(xiàn)根數(shù)多于圖的磁力線(xiàn)根數(shù)多于圖a a，而且圖，而且圖b b磁力線(xiàn)的密度也大于磁力線(xiàn)的密度也大于a a，可以認(rèn)為圖，可以認(rèn)為圖b b磁場(chǎng)強(qiáng)于磁場(chǎng)強(qiáng)于a a。三、磁通、磁感應(yīng)強(qiáng)度三、磁通、磁感應(yīng)強(qiáng)度 前面講到磁場(chǎng)強(qiáng)度可以用磁力線(xiàn)的多少和

18、疏密程度來(lái)描述，前面講到磁場(chǎng)強(qiáng)度可以用磁力線(xiàn)的多少和疏密程度來(lái)描述，但它但它只能定性分析只能定性分析、相對(duì)比較，、相對(duì)比較，具體數(shù)量無(wú)法確定具體數(shù)量無(wú)法確定。為此引入為此引入了磁通這一物理量來(lái)定量描述磁場(chǎng)在一定面積上的分布情況了磁通這一物理量來(lái)定量描述磁場(chǎng)在一定面積上的分布情況。 NS圖圖aNS圖圖b/53-3-220磁通磁通 通過(guò)通過(guò)與磁場(chǎng)方向垂直的某一面積與磁場(chǎng)方向垂直的某一面積上的磁力線(xiàn)的總數(shù)，叫做通過(guò)該面積上的磁力線(xiàn)的總數(shù)，叫做通過(guò)該面積的磁通量，簡(jiǎn)稱(chēng)的磁通量，簡(jiǎn)稱(chēng)磁通磁通，用字母，用字母表示表示。 它它的單位是韋伯（的單位是韋伯（WbWb），簡(jiǎn)稱(chēng)韋。），簡(jiǎn)稱(chēng)韋。工程上常用比韋小的單位

19、是麥（麥克工程上常用比韋小的單位是麥（麥克斯韋），用斯韋），用MxMx表示。表示。1 1韋（韋（WbWb）=10=108 8麥（麥（MxMx）S 當(dāng)當(dāng)面積一定時(shí)，通過(guò)該面積的磁通越多，磁場(chǎng)就越強(qiáng)。這面積一定時(shí)，通過(guò)該面積的磁通越多，磁場(chǎng)就越強(qiáng)。這一點(diǎn)在工程上有極其重要的意義。一點(diǎn)在工程上有極其重要的意義。 如：變壓器、電磁鐵提高效率的重要因數(shù)之一就是減小漏如：變壓器、電磁鐵提高效率的重要因數(shù)之一就是減小漏磁通，也就是希望全部磁力線(xiàn)盡可能多的通過(guò)鐵芯的截面積，磁通，也就是希望全部磁力線(xiàn)盡可能多的通過(guò)鐵芯的截面積，以減少漏磁損耗，提高效率。所以變壓器、電磁鐵的鐵芯都用以減少漏磁損耗，提高效率。所以

20、變壓器、電磁鐵的鐵芯都用高導(dǎo)磁材料制成，以降低磁阻，增加磁通量。高導(dǎo)磁材料制成，以降低磁阻，增加磁通量。 /5321磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度 磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度又稱(chēng)又稱(chēng)磁通密度磁通密度，是研究磁，是研究磁場(chǎng)中各點(diǎn)的強(qiáng)弱和方向的一物理量，用場(chǎng)中各點(diǎn)的強(qiáng)弱和方向的一物理量，用字母字母B B 表示。表示。 磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度的具體內(nèi)容：的具體內(nèi)容：垂直通過(guò)單位面積的磁力線(xiàn)數(shù)目垂直通過(guò)單位面積的磁力線(xiàn)數(shù)目（磁通）叫做該點(diǎn)的（磁通）叫做該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度，簡(jiǎn)稱(chēng)，簡(jiǎn)稱(chēng)磁感應(yīng)磁感應(yīng)。在均勻磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度要表示在均勻磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度要表示為為 S SB B 1m2式中：式中：B B：磁感應(yīng)強(qiáng)度（

21、韋：磁感應(yīng)強(qiáng)度（韋/ /米米2 2） ：磁通（韋）：磁通（韋） S S：面積（米：面積（米2 2） 上式表明，通過(guò)單位面積的磁通數(shù)越多，磁力線(xiàn)越密，磁上式表明，通過(guò)單位面積的磁通數(shù)越多，磁力線(xiàn)越密，磁場(chǎng)也越強(qiáng)。場(chǎng)也越強(qiáng)。 磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位常用的有：韋磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位常用的有：韋/ /米米2 2（T T）稱(chēng)做特斯拉，簡(jiǎn)）稱(chēng)做特斯拉，簡(jiǎn)稱(chēng)特。和麥稱(chēng)特。和麥/ /厘米厘米2 2叫做高斯（叫做高斯（GsGs），簡(jiǎn)稱(chēng)高。它們間關(guān)系：），簡(jiǎn)稱(chēng)高。它們間關(guān)系：1 1特（特（T T）=10=104 4高斯（高斯（GsGs） /5322 磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度不但表示了磁場(chǎng)中某點(diǎn)的強(qiáng)不但表示了磁場(chǎng)中某點(diǎn)的強(qiáng)弱，而

22、且還能表示出該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向，可以弱，而且還能表示出該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向，可以說(shuō)它是一個(gè)矢量。說(shuō)它是一個(gè)矢量。若磁場(chǎng)中各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小、方若磁場(chǎng)中各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小、方向相同，我們稱(chēng)之為向相同，我們稱(chēng)之為均勻磁場(chǎng)均勻磁場(chǎng)，在均勻磁場(chǎng)，在均勻磁場(chǎng)中，磁力線(xiàn)是等距離平行直線(xiàn)。中，磁力線(xiàn)是等距離平行直線(xiàn)。 NS均勻均勻磁場(chǎng)磁場(chǎng)四、電流的四、電流的磁場(chǎng)磁場(chǎng) 磁場(chǎng)可磁場(chǎng)可通過(guò)兩種方式通過(guò)兩種方式獲得獲得： 一一為永久磁鐵（石）為永久磁鐵（石）； 二二是通電導(dǎo)體是通電導(dǎo)體，即，電流，即，電流流過(guò)導(dǎo)體能產(chǎn)生磁場(chǎng)流過(guò)導(dǎo)體能產(chǎn)生磁場(chǎng)。 這這就是我們常說(shuō)的就是我們常說(shuō)的電的磁效應(yīng)電的磁效應(yīng)。只要導(dǎo)體中有電流通過(guò)

23、，。只要導(dǎo)體中有電流通過(guò)，導(dǎo)體周?chē)捅厝划a(chǎn)生磁場(chǎng)導(dǎo)體周?chē)捅厝划a(chǎn)生磁場(chǎng)。 電流電流產(chǎn)生磁場(chǎng)的判定產(chǎn)生磁場(chǎng)的判定安培安培定則（右手螺旋定則），定則（右手螺旋定則），這里這里我們我們分分兩種結(jié)構(gòu)的通電兩種結(jié)構(gòu)的通電導(dǎo)體來(lái)分析磁場(chǎng)方向。導(dǎo)體來(lái)分析磁場(chǎng)方向。 一一個(gè)個(gè)是直線(xiàn)導(dǎo)體，另一個(gè)是線(xiàn)圈。是直線(xiàn)導(dǎo)體，另一個(gè)是線(xiàn)圈。 /53231 1、直線(xiàn)電流的磁場(chǎng)、直線(xiàn)電流的磁場(chǎng)可以根據(jù)可以根據(jù)電流方向判斷磁場(chǎng)（磁力線(xiàn)）方向電流方向判斷磁場(chǎng)（磁力線(xiàn)）方向。 用用右手握住通電直導(dǎo)線(xiàn)，讓母指指向電流方向，則彎曲的右手握住通電直導(dǎo)線(xiàn)，讓母指指向電流方向，則彎曲的四指所指的就為磁場(chǎng)（磁力線(xiàn)）方向。四指所指的就為磁場(chǎng)（磁力

24、線(xiàn)）方向。 /5324電流產(chǎn)生磁場(chǎng)的現(xiàn)象被廣泛應(yīng)用在電工、電子設(shè)備中，如電流產(chǎn)生磁場(chǎng)的現(xiàn)象被廣泛應(yīng)用在電工、電子設(shè)備中，如接觸器、電動(dòng)機(jī)、變壓器等。接觸器、電動(dòng)機(jī)、變壓器等。 2 2、環(huán)形電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)、環(huán)形電流產(chǎn)生的磁場(chǎng) 同樣也可以根據(jù)同樣也可以根據(jù)電流方向判斷磁場(chǎng)（磁力線(xiàn)）方向。電流方向判斷磁場(chǎng)（磁力線(xiàn)）方向。右手握住螺線(xiàn)管，彎曲四指指向線(xiàn)圈電流方向，則母指方右手握住螺線(xiàn)管，彎曲四指指向線(xiàn)圈電流方向，則母指方向就是磁場(chǎng)（磁力線(xiàn)）方向向就是磁場(chǎng)（磁力線(xiàn)）方向。/5325五、磁場(chǎng)對(duì)載流導(dǎo)體的五、磁場(chǎng)對(duì)載流導(dǎo)體的作用力作用力 我們我們知道把兩塊磁體放在一起會(huì)有作用力，即同性相拆、知道把兩塊磁體放

25、在一起會(huì)有作用力，即同性相拆、異性相吸，相拆、相吸都是作用力的結(jié)果。異性相吸，相拆、相吸都是作用力的結(jié)果。前面講到載流導(dǎo)體的周?chē)嬖诖艌?chǎng)，前面講到載流導(dǎo)體的周?chē)嬖诖艌?chǎng)，若將載流導(dǎo)體置于磁若將載流導(dǎo)體置于磁場(chǎng)中，也會(huì)受到力的作用場(chǎng)中，也會(huì)受到力的作用。 、磁場(chǎng)對(duì)載流、磁場(chǎng)對(duì)載流直導(dǎo)體直導(dǎo)體的作用的作用將一根直導(dǎo)體懸掛在磁場(chǎng)中，并使導(dǎo)體垂直于磁力線(xiàn)，未將一根直導(dǎo)體懸掛在磁場(chǎng)中，并使導(dǎo)體垂直于磁力線(xiàn)，未通電導(dǎo)體不會(huì)運(yùn)動(dòng)，如接通電源，導(dǎo)體中有電流通過(guò)，導(dǎo)體就通電導(dǎo)體不會(huì)運(yùn)動(dòng)，如接通電源，導(dǎo)體中有電流通過(guò)，導(dǎo)體就會(huì)運(yùn)動(dòng)。若改變電流方向?qū)w便向反方向運(yùn)動(dòng)。會(huì)運(yùn)動(dòng)。若改變電流方向?qū)w便向反方向運(yùn)動(dòng)。 我們

26、我們把載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中所受的作用力，稱(chēng)作把載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中所受的作用力，稱(chēng)作電磁作用力電磁作用力，或或電磁力電磁力，用字母，用字母表示表示。 電磁電磁力的大小力的大小與導(dǎo)體中通過(guò)的電流成正比，與均勻磁場(chǎng)的與導(dǎo)體中通過(guò)的電流成正比，與均勻磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比，與導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的有效長(zhǎng)度成正比磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比，與導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的有效長(zhǎng)度成正比，即：即：m m /5326/5327/5328 m m 式中：導(dǎo)體受到的電磁力（牛）式中：導(dǎo)體受到的電磁力（牛） ：均勻磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度（特）：均勻磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度（特） ：導(dǎo)體中的電流強(qiáng)度（安）：導(dǎo)體中的電流強(qiáng)度（安） ：導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的有效長(zhǎng)度（米）：導(dǎo)體在

27、磁場(chǎng)中的有效長(zhǎng)度（米） 上面公式是當(dāng)導(dǎo)體上面公式是當(dāng)導(dǎo)體垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向時(shí)的電磁力情時(shí)的電磁力情況，此時(shí)，導(dǎo)體受到?jīng)r，此時(shí)，導(dǎo)體受到的電磁力最大的電磁力最大， 而平行而平行于磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，不受力的作用于磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，不受力的作用。 當(dāng)導(dǎo)體當(dāng)導(dǎo)體既不垂直，也不平行于磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，若導(dǎo)體既不垂直，也不平行于磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，若導(dǎo)體與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向成與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向成角時(shí)，角時(shí)，則可將導(dǎo)體分解成與磁感應(yīng)方向則可將導(dǎo)體分解成與磁感應(yīng)方向垂直的分量垂直的分量，作為，作為角是時(shí)導(dǎo)體有效長(zhǎng)度角是時(shí)導(dǎo)體有效長(zhǎng)度。 請(qǐng)看下面演示。請(qǐng)看下面演示。平面動(dòng)畫(huà)演示平面動(dòng)畫(huà)演示BI

28、 IlF=BIlsin單位：牛頓（單位：牛頓（N）=90，F(xiàn)最大=0，F(xiàn)為0電磁力的大小電磁力的大?。壕鶆虼艌?chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度（特：均勻磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度（特）：導(dǎo)體中的電流強(qiáng)度（安）：導(dǎo)體中的電流強(qiáng)度（安）：導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的有效長(zhǎng)度（米）：導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的有效長(zhǎng)度（米）式中：式中：/5329電磁力的方向電磁力的方向左手定則判斷左手定則判斷平展左手手掌，拇指與四指垂直并平展左手手掌，拇指與四指垂直并在一個(gè)平面上，讓磁力線(xiàn)穿過(guò)手心（手在一個(gè)平面上，讓磁力線(xiàn)穿過(guò)手心（手心對(duì)極），四指指向電流方向，則拇心對(duì)極），四指指向電流方向，則拇指所指的方向就是導(dǎo)體受力方向。指所指的方向就是導(dǎo)體受力方向。 舉例：舉例：試

29、標(biāo)出導(dǎo)體受力方向或電流試標(biāo)出導(dǎo)體受力方向或電流方向。方向。NSINFINNSFNSFSNNSF/53302 2、磁場(chǎng)對(duì)磁場(chǎng)對(duì)通電線(xiàn)圈通電線(xiàn)圈的作用的作用 研究研究磁場(chǎng)對(duì)通電線(xiàn)圈的作用更有其實(shí)際意義，因?yàn)槌Ｓ玫拇艌?chǎng)對(duì)通電線(xiàn)圈的作用更有其實(shí)際意義，因?yàn)槌Ｓ玫拇烹娛絻x表都是根據(jù)這一原理制成。磁電式儀表都是根據(jù)這一原理制成。abcdF1F2 ）通電線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中受力）通電線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中受力轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng) 在在均勻磁場(chǎng)中放置一通電矩形線(xiàn)圈均勻磁場(chǎng)中放置一通電矩形線(xiàn)圈abcdabcd，當(dāng)線(xiàn)圈平面與磁力線(xiàn)平行時(shí)，當(dāng)線(xiàn)圈平面與磁力線(xiàn)平行時(shí)，adad和和bcbc邊與磁力線(xiàn)平行不受磁場(chǎng)的作用力。邊與磁力線(xiàn)平行不受磁場(chǎng)的作用

30、力。但但abab和和cdcd邊因與磁力線(xiàn)垂直將受到磁力邊因與磁力線(xiàn)垂直將受到磁力的作用，即的作用，即F1F1和和F2F2，而且，而且F1=F2=BILF1=F2=BIL，受到作用力的兩個(gè)邊叫有效邊受到作用力的兩個(gè)邊叫有效邊。 兩兩有效邊所受到的作用力不僅大小有效邊所受到的作用力不僅大小相等（兩有效邊電流相等，長(zhǎng)度相同，相等（兩有效邊電流相等，長(zhǎng)度相同，同處一均勻磁場(chǎng)），而且根據(jù)左手定則同處一均勻磁場(chǎng)），而且根據(jù)左手定則可知，受力方向相反（電流方向相反），可知，受力方向相反（電流方向相反），因而構(gòu)成一對(duì)偶力，將線(xiàn)圈繞軸作順時(shí)因而構(gòu)成一對(duì)偶力，將線(xiàn)圈繞軸作順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)針轉(zhuǎn)動(dòng)。 /53312 2）通電

31、線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中的轉(zhuǎn)矩）通電線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中的轉(zhuǎn)矩 設(shè)設(shè)ab=cd=Lab=cd=L1 1，ad=ad=bcbc=L=L2 2，abab邊和邊和cdcd邊邊所受的作用力分別為所受的作用力分別為F F1 1和和F F2 2。 根據(jù)根據(jù)物理學(xué)中，力偶矩（轉(zhuǎn)矩）物理學(xué)中，力偶矩（轉(zhuǎn)矩）MM等等于其中任一個(gè)力與力偶臂的乘積于其中任一個(gè)力與力偶臂的乘積， 因而，此時(shí)因而，此時(shí)的轉(zhuǎn)矩為：的轉(zhuǎn)矩為：M=FM=F1 1L L2 2 因?yàn)橐驗(yàn)镕 F1 1=BIL=BIL1 1，所以，所以M=BILM=BIL1 1L L2 2，又因，又因?yàn)闉長(zhǎng) L1 1L L2 2=S=S（線(xiàn)圈的面積（線(xiàn)圈的面積），）， 所以，所以，M

32、=BIS M=BIS 式中式中：B B：均勻磁場(chǎng)的：均勻磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度（特）（特） I I：線(xiàn)圈中的電流（安）：線(xiàn)圈中的電流（安） S S：線(xiàn)圈的面積（米：線(xiàn)圈的面積（米2 2） abcdF1F2/5332 線(xiàn)圈線(xiàn)圈在轉(zhuǎn)矩在轉(zhuǎn)矩MM的作用下旋轉(zhuǎn)，有效邊不可的作用下旋轉(zhuǎn)，有效邊不可能始終與磁力線(xiàn)保持能始終與磁力線(xiàn)保持9090，當(dāng)線(xiàn)圈平面的法線(xiàn)，當(dāng)線(xiàn)圈平面的法線(xiàn)與磁力線(xiàn)的夾角為與磁力線(xiàn)的夾角為時(shí)，則線(xiàn)圈的轉(zhuǎn)矩為：時(shí)，則線(xiàn)圈的轉(zhuǎn)矩為：M=M=BIBIS Ssinsin 以上以上所述為單匝線(xiàn)圈的轉(zhuǎn)矩表達(dá)式，實(shí)際所述為單匝線(xiàn)圈的轉(zhuǎn)矩表達(dá)式，實(shí)際磁電式儀表的動(dòng)圈為多匝，磁電式儀表的動(dòng)圈為多匝，

33、對(duì)于有對(duì)于有N N匝的動(dòng)圈匝的動(dòng)圈，所受到的轉(zhuǎn)矩為單匝的所受到的轉(zhuǎn)矩為單匝的N N倍，即倍，即： M=M=NBISsinNBISsin F F1 1F F2 2S SN N129090120 0 上述上述得知，當(dāng)線(xiàn)圈與磁力線(xiàn)平行時(shí)，得知，當(dāng)線(xiàn)圈與磁力線(xiàn)平行時(shí)，=90=90，sin90=1sin90=1，此，此時(shí)的轉(zhuǎn)矩達(dá)到最大時(shí)的轉(zhuǎn)矩達(dá)到最大M=NBIM=NBI， 當(dāng)當(dāng)線(xiàn)圈垂直于磁力線(xiàn)時(shí)，線(xiàn)圈垂直于磁力線(xiàn)時(shí)，=0=0，sin0=0sin0=0，這時(shí)的轉(zhuǎn)矩，這時(shí)的轉(zhuǎn)矩M=0M=0。 /5333六、六、電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)英國(guó)科學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)：當(dāng)導(dǎo)體相對(duì)于磁場(chǎng)做切割磁力線(xiàn)英國(guó)科學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)：當(dāng)導(dǎo)體相對(duì)

34、于磁場(chǎng)做切割磁力線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，或線(xiàn)圈中的磁通發(fā)生變化時(shí)，都有運(yùn)動(dòng)，或線(xiàn)圈中的磁通發(fā)生變化時(shí)，都有感生電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生， 若若導(dǎo)體或線(xiàn)圈是閉合回路的一部分，則導(dǎo)體或?qū)w或線(xiàn)圈是閉合回路的一部分，則導(dǎo)體或線(xiàn)圈將線(xiàn)圈將產(chǎn)生產(chǎn)生感生電感生電流流，這種現(xiàn)象叫做，這種現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)，俗稱(chēng)，俗稱(chēng)動(dòng)磁生電動(dòng)磁生電。發(fā)電機(jī)和變壓器等都是根據(jù)這一原理制成的。發(fā)電機(jī)和變壓器等都是根據(jù)這一原理制成的。 1 1、右手定則（發(fā)電機(jī)定則）右手定則（發(fā)電機(jī)定則） 直直導(dǎo)體切割磁力線(xiàn)所產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢(shì)的方向可用右手定導(dǎo)體切割磁力線(xiàn)所產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢(shì)的方向可用右手定則來(lái)判斷。則來(lái)判斷。根據(jù)磁力線(xiàn)方向及導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)根據(jù)磁力

35、線(xiàn)方向及導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向方向可可確定確定感生電動(dòng)勢(shì)方向。感生電動(dòng)勢(shì)方向。 具具休做法：展開(kāi)右手掌，四指與拇指成休做法：展開(kāi)右手掌，四指與拇指成9090并平行，手心對(duì)并平行，手心對(duì)磁力線(xiàn)方向（即磁力線(xiàn)方向（即N N極），拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)方向，則四指所指極），拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)方向，則四指所指的為感生電動(dòng)勢(shì)方向。的為感生電動(dòng)勢(shì)方向。 /5334磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)直線(xiàn)導(dǎo)體的電磁感應(yīng)現(xiàn)象演示磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)直線(xiàn)導(dǎo)體的電磁感應(yīng)現(xiàn)象演示 SABNG 導(dǎo)體導(dǎo)體切割磁力線(xiàn)，導(dǎo)體中切割磁力線(xiàn)，導(dǎo)體中有有電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)E產(chǎn)生產(chǎn)生。EN/5335判斷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向判斷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向NS運(yùn)動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)方向磁力線(xiàn)方向磁力線(xiàn)方向感生電動(dòng)勢(shì)感

36、生電動(dòng)勢(shì)方向方向NS運(yùn)動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)方向磁力線(xiàn)方向感應(yīng)電勢(shì)方向/5336N NS SN N極極向下向下插入插入拔出感應(yīng)電流方向（俯視）逆時(shí)針逆時(shí)針 順時(shí)針順時(shí)針穿過(guò)回路磁通量的變化增大增大減小減小原磁場(chǎng)方向向下向下向下向下感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向向上向上向下向下N NS S_+_+2 2、楞次定律、楞次定律 /53371、導(dǎo)體切割磁力線(xiàn)，產(chǎn)生感生電流-右手。2、感生電流產(chǎn)生磁場(chǎng)-右手。磁力線(xiàn)方向楞次定律楞次定律NSGE線(xiàn)圈中的磁通發(fā)線(xiàn)圈中的磁通發(fā)生變化，線(xiàn)圈中有生變化，線(xiàn)圈中有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生。感應(yīng)電流所產(chǎn)生感應(yīng)電流所產(chǎn)生的磁通和原磁通的的磁通和原磁通的方向相反。方向相反。楞次定律楞次定律/

37、5338 判斷判斷感生電感生電動(dòng)勢(shì)或感生電流動(dòng)勢(shì)或感生電流方向方向的方法。的方法。NSG1.確定原磁通的方向；確定原磁通的方向；3.根據(jù)楞次定律確定感根據(jù)楞次定律確定感生磁通的方向：生磁通的方向：原磁通增加，方向相反；原磁通增加，方向相反；原磁通減少，方向相同。原磁通減少，方向相同。4.根據(jù)安培定則判斷線(xiàn)根據(jù)安培定則判斷線(xiàn)圈感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或感應(yīng)電圈感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或感應(yīng)電流的方向。流的方向。EE2.確定原磁通的變化確定原磁通的變化趨勢(shì)；趨勢(shì)；/5339注意注意：觀察觀察電流方向。電流方向。楞次定律楞次定律（磁通變化磁通變化）第一，導(dǎo)體中產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)和感生電流的條件是：導(dǎo)體切第一，導(dǎo)體中產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)和

38、感生電流的條件是：導(dǎo)體切割磁力線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，或線(xiàn)圈中的磁通發(fā)生變化時(shí)，導(dǎo)體或線(xiàn)圈就會(huì)產(chǎn)割磁力線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，或線(xiàn)圈中的磁通發(fā)生變化時(shí)，導(dǎo)體或線(xiàn)圈就會(huì)產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)，若導(dǎo)體和線(xiàn)圈是閉合的，就會(huì)產(chǎn)生感生電流。生感生電動(dòng)勢(shì)，若導(dǎo)體和線(xiàn)圈是閉合的，就會(huì)產(chǎn)生感生電流。第二、感生電流的磁場(chǎng)總是阻止原磁場(chǎng)的變化，也就是說(shuō)，第二、感生電流的磁場(chǎng)總是阻止原磁場(chǎng)的變化，也就是說(shuō)，線(xiàn)圈中的磁通要增加時(shí)，感生電流就要產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)去阻止它增線(xiàn)圈中的磁通要增加時(shí)，感生電流就要產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)去阻止它增加；當(dāng)線(xiàn)圈中的磁通要減少時(shí)，感生電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)將阻止它加；當(dāng)線(xiàn)圈中的磁通要減少時(shí)，感生電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)將阻止它減少減少。 楞次定律楞次定律

39、為我們提供了一個(gè)判斷感生電動(dòng)勢(shì)或感生電流方向?yàn)槲覀兲峁┝艘粋€(gè)判斷感生電動(dòng)勢(shì)或感生電流方向的法則。的法則。具體步驟：具體步驟：（1 1）首先判定原磁通方向及其變化趨勢(shì)（是增加還是減）首先判定原磁通方向及其變化趨勢(shì)（是增加還是減少）。少）。（2 2）根據(jù)感生電流的磁場(chǎng)方向永遠(yuǎn)和原磁通變化方向相反）根據(jù)感生電流的磁場(chǎng)方向永遠(yuǎn)和原磁通變化方向相反的原則確定感生電流磁場(chǎng)方向。的原則確定感生電流磁場(chǎng)方向。（3 3）利用右手螺旋法則，判斷感生電流方向。）利用右手螺旋法則，判斷感生電流方向。 /53403 3、法拉第電磁感應(yīng)定律、法拉第電磁感應(yīng)定律 楞次定律楞次定律說(shuō)明感生電動(dòng)勢(shì)的方向，沒(méi)有回答感生電動(dòng)勢(shì)的大

40、說(shuō)明感生電動(dòng)勢(shì)的方向，沒(méi)有回答感生電動(dòng)勢(shì)的大小小。法拉第電磁感應(yīng)定律是對(duì)此的一個(gè)補(bǔ)充。法拉第電磁感應(yīng)定律是對(duì)此的一個(gè)補(bǔ)充。 不難不難發(fā)現(xiàn)，檢流器指針偏轉(zhuǎn)角度的大小與磁鐵插入或拔出線(xiàn)發(fā)現(xiàn)，檢流器指針偏轉(zhuǎn)角度的大小與磁鐵插入或拔出線(xiàn)圈的速度有關(guān)，當(dāng)速度快時(shí)，指針偏轉(zhuǎn)大，反之則小。磁鐵插圈的速度有關(guān)，當(dāng)速度快時(shí)，指針偏轉(zhuǎn)大，反之則小。磁鐵插入、拔出的快與慢正是反映了線(xiàn)圈磁通變化的快慢。入、拔出的快與慢正是反映了線(xiàn)圈磁通變化的快慢。 即：即： 線(xiàn)圈線(xiàn)圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與穿過(guò)同一回路的中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與穿過(guò)同一回路的磁通變化率磁通變化率（即變化快慢）成正比。（即變化快慢）成正比。 te/5341 右

41、手右手定則只能判斷感生電動(dòng)勢(shì)的方向定則只能判斷感生電動(dòng)勢(shì)的方向，不能，不能確確定感生電動(dòng)勢(shì)的大小。定感生電動(dòng)勢(shì)的大小。eBlvsin磁感應(yīng)強(qiáng)度，磁感應(yīng)強(qiáng)度，特斯拉（特斯拉（T）導(dǎo)體有效長(zhǎng)度，導(dǎo)體有效長(zhǎng)度，米米（m）導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)速度，米速度，米/ /秒（秒（m m/ /s s）導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向與磁力線(xiàn)的夾角。磁力線(xiàn)的夾角。SNB/5342 例例：導(dǎo)體長(zhǎng)：導(dǎo)體長(zhǎng)0.5m0.5m，按圖示方向運(yùn)動(dòng)，速度為，按圖示方向運(yùn)動(dòng)，速度為100cm/s100cm/s，磁感，磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)強(qiáng)度0.6T0.6T，確定感生電動(dòng)勢(shì)的大小。，確定感生電動(dòng)勢(shì)的大小。 NS運(yùn)動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)方向解：

42、解：感生電動(dòng)勢(shì)：感生電動(dòng)勢(shì)：e=e=BlvBlv=0.6=0.61 10.5=0.3V0.5=0.3V 由于由于導(dǎo)體垂直于磁力線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，其夾角為導(dǎo)體垂直于磁力線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，其夾角為9090，sin90=1sin90=1，此，此時(shí)導(dǎo)體產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢(shì)最大，即時(shí)導(dǎo)體產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢(shì)最大，即emem= =BvlBvl。 /53435 5、自感：、自感： 試驗(yàn)試驗(yàn)- -電流變化電流變化I I 增大增大感應(yīng)電流感應(yīng)電流E感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)/5344楞次定律說(shuō)，此楞次定律說(shuō)，此時(shí)產(chǎn)生一個(gè)阻礙時(shí)產(chǎn)生一個(gè)阻礙原磁通反方向磁原磁通反方向磁通，如下通，如下圖灰線(xiàn)。圖灰線(xiàn)。 變化的灰線(xiàn)磁通變化的灰線(xiàn)磁通產(chǎn)生感應(yīng)電流，產(chǎn)生

43、感應(yīng)電流，方向用右手定則，方向用右手定則，如下圖。如下圖。 線(xiàn)圈本身電流發(fā)生變化引起磁場(chǎng)強(qiáng)度變化，可利用楞次定律分析。 通過(guò)線(xiàn)圈本身電流發(fā)生變化而引起的電磁感應(yīng)，稱(chēng)通過(guò)線(xiàn)圈本身電流發(fā)生變化而引起的電磁感應(yīng)，稱(chēng)自感自感。 由自感產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢(shì)，叫由自感產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢(shì)，叫自感電動(dòng)勢(shì)自感電動(dòng)勢(shì)，用，用e eL L表示。表示。 線(xiàn)圈線(xiàn)圈中每通過(guò)單位電流所產(chǎn)生的自感磁通數(shù)，叫中每通過(guò)單位電流所產(chǎn)生的自感磁通數(shù)，叫自感系數(shù)，自感系數(shù)，也稱(chēng)為也稱(chēng)為電感電感，用，用L L表示，即表示，即 式中：式中： ：通過(guò)線(xiàn)圈的電流：通過(guò)線(xiàn)圈的電流i i所產(chǎn)生的所產(chǎn)生的自感自感磁通（韋）磁通（韋） i i：通過(guò)線(xiàn)圈的電

44、流（：通過(guò)線(xiàn)圈的電流（A A） L L：電感（亨）：電感（亨） 電感電感是衡量線(xiàn)圈產(chǎn)生自感磁通本領(lǐng)大小的物理量（電感只是衡量線(xiàn)圈產(chǎn)生自感磁通本領(lǐng)大小的物理量（電感只存在于線(xiàn)圈存在于線(xiàn)圈）。）。 電感電感線(xiàn)圈的電氣符號(hào)：線(xiàn)圈的電氣符號(hào)： i iL L 空心：空心： 有鐵芯：有鐵芯： /5345 如果如果一個(gè)線(xiàn)圈中通過(guò)一個(gè)線(xiàn)圈中通過(guò)1A1A電流，能產(chǎn)生電流，能產(chǎn)生1 1韋伯的自感磁通，那韋伯的自感磁通，那么該線(xiàn)圈的電感就為么該線(xiàn)圈的電感就為1 1亨利，簡(jiǎn)稱(chēng)亨（亨利，簡(jiǎn)稱(chēng)亨（H H）。）。 電感的單位：電感的單位： 1 1亨（亨（H H）=10=103 3毫亨（毫亨（mHmH）1 1毫亨（毫亨（mH

45、mH）=10=103 3微亨（微亨（ H H） 電感電感L L的大小的大小不但與線(xiàn)圈匝數(shù)、幾何形狀有關(guān)，而且與線(xiàn)不但與線(xiàn)圈匝數(shù)、幾何形狀有關(guān)，而且與線(xiàn)圈中媒介質(zhì)的導(dǎo)磁率有密切關(guān)系（鐵芯圈中媒介質(zhì)的導(dǎo)磁率有密切關(guān)系（鐵芯）。）。 對(duì)對(duì)有鐵芯的線(xiàn)圈而言，電感有鐵芯的線(xiàn)圈而言，電感L L不是一個(gè)常數(shù)，對(duì)空心線(xiàn)圈，不是一個(gè)常數(shù)，對(duì)空心線(xiàn)圈，當(dāng)其結(jié)構(gòu)一定時(shí)，電感當(dāng)其結(jié)構(gòu)一定時(shí)，電感L L為常數(shù)，我們把電感為常數(shù)，我們把電感L L為常數(shù)的線(xiàn)圈稱(chēng)為常數(shù)的線(xiàn)圈稱(chēng)為為線(xiàn)性電感線(xiàn)性電感。 線(xiàn)性線(xiàn)性電感自感電動(dòng)勢(shì)為：電感自感電動(dòng)勢(shì)為： 式中：式中： 為為電流變化率，負(fù)號(hào)表示自感電動(dòng)勢(shì)的方向和外電電流變化率，負(fù)號(hào)表示

46、自感電動(dòng)勢(shì)的方向和外電流變化方向相反。流變化方向相反。 t ti iL Le eL Lt ti i/5346 以上以上討論得出結(jié)論：討論得出結(jié)論：（1 1）自感電動(dòng)勢(shì)）自感電動(dòng)勢(shì)e eL L是由通過(guò)線(xiàn)圈本身電流的變化而產(chǎn)生的。是由通過(guò)線(xiàn)圈本身電流的變化而產(chǎn)生的。（2 2）對(duì)于線(xiàn)性電感，自感電動(dòng)勢(shì)的大?。ń^對(duì)值）等于電感）對(duì)于線(xiàn)性電感，自感電動(dòng)勢(shì)的大?。ń^對(duì)值）等于電感和電流變化率的乘積，電流變化幅值越大，自感電動(dòng)勢(shì)就越大。和電流變化率的乘積，電流變化幅值越大，自感電動(dòng)勢(shì)就越大。（3 3）自感電動(dòng)勢(shì)的方向，線(xiàn)圈中外電流增大時(shí)，感生電流的）自感電動(dòng)勢(shì)的方向，線(xiàn)圈中外電流增大時(shí)，感生電流的方向與外電

47、流方向相反；當(dāng)外電流減少時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)感生電流方向與外電流方向相反；當(dāng)外電流減少時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)感生電流的方向與外電流方向一致的方向與外電流方向一致。 自感自感電動(dòng)勢(shì)始終在阻止外電流的變化。電動(dòng)勢(shì)始終在阻止外電流的變化。 自感自感電動(dòng)勢(shì)對(duì)我們實(shí)際工作有利有弊電動(dòng)勢(shì)對(duì)我們實(shí)際工作有利有弊： 如，工礦企業(yè)如，工礦企業(yè)用的直流電動(dòng)機(jī)，其定子繞組接電源時(shí)必須串用的直流電動(dòng)機(jī)，其定子繞組接電源時(shí)必須串聯(lián)一個(gè)電感線(xiàn)圈（即扼流圈），用它來(lái)保證直流電流的連續(xù)和平聯(lián)一個(gè)電感線(xiàn)圈（即扼流圈），用它來(lái)保證直流電流的連續(xù)和平滑?；?。但在含有較大電感量元件的線(xiàn)路上斷電，會(huì)產(chǎn)生很高的自感但在含有較大電感量元件的線(xiàn)路上斷電，

48、會(huì)產(chǎn)生很高的自感電動(dòng)勢(shì)，產(chǎn)生大電弧，給操作人員帶來(lái)不安全因數(shù)，具體防范我電動(dòng)勢(shì)，產(chǎn)生大電弧，給操作人員帶來(lái)不安全因數(shù)，具體防范我們?cè)诤髱渍掠懻?。們?cè)诤髱渍掠懻摗?/5347 又如，我們又如，我們?nèi)粘９ぷ魃钪惺谷粘９ぷ魃钪惺褂玫臒桑ㄈ眨┕鉄?，?zhèn)流器就是一用的熒（日）光燈，鎮(zhèn)流器就是一個(gè)帶鐵芯的電感線(xiàn)圈，它在熒光燈個(gè)帶鐵芯的電感線(xiàn)圈，它在熒光燈的啟輝階段，靠電流的突變產(chǎn)生的的啟輝階段，靠電流的突變產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)來(lái)?yè)舸艄?。工作階段自感電動(dòng)勢(shì)來(lái)?yè)舸艄?。工作階段它又起限流作用它又起限流作用。6 6、互感、互感： 兩兩個(gè)線(xiàn)圈之間的電磁感應(yīng)，叫做個(gè)線(xiàn)圈之間的電磁感應(yīng)，叫做互感互感，由互感產(chǎn)生的電動(dòng)

49、，由互感產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫做勢(shì)叫做互感電動(dòng)勢(shì)互感電動(dòng)勢(shì)。 /5348平面動(dòng)畫(huà)演示平面動(dòng)畫(huà)演示I I 增大增大IE磁耦合線(xiàn)圈磁耦合線(xiàn)圈互感互感/5349 在在實(shí)際工作中廣泛使用的各種變壓器就是根據(jù)互感的原理實(shí)際工作中廣泛使用的各種變壓器就是根據(jù)互感的原理制成，它不但能傳遞電能，還具有良好的隔離作用，因?yàn)樗鼉芍瞥?，它不但能傳遞電能，還具有良好的隔離作用，因?yàn)樗鼉删€(xiàn)圈間無(wú)直接電聯(lián)系，只有電磁感應(yīng)線(xiàn)圈間無(wú)直接電聯(lián)系，只有電磁感應(yīng)互感互感。 互感互感電動(dòng)勢(shì)的大小正比于穿過(guò)本線(xiàn)圈磁通的變化率，俗稱(chēng)電動(dòng)勢(shì)的大小正比于穿過(guò)本線(xiàn)圈磁通的變化率，俗稱(chēng)“動(dòng)磁生電動(dòng)磁生電”，或正比于另一線(xiàn)圈中電流的變化率，俗稱(chēng)，或正比于另一線(xiàn)圈中電流的變化率，俗稱(chēng)動(dòng)電動(dòng)電生磁生磁。（互感電動(dòng)勢(shì)的具體分析計(jì)算較復(fù)雜。（互感電動(dòng)勢(shì)的具體分析計(jì)算較復(fù)雜，略），略） 在在實(shí)際工作中，凡兩個(gè)線(xiàn)圈靠近，一個(gè)線(xiàn)圈電流變化，實(shí)際工作中，凡兩個(gè)線(xiàn)圈靠近，一個(gè)線(xiàn)圈電流變化，另一個(gè)線(xiàn)圈就必定產(chǎn)生互感嗎另一個(gè)線(xiàn)圈就必定產(chǎn)生互感嗎