1、第三章第三章 电磁学基础电磁学基础3.2 铁磁性材料铁磁性材料3.5 变压器变压器3.6 点火线圈与汽车传统点火系统的工作过程点火线圈与汽车传统点火系统的工作过程 3.1 磁场与电磁感应磁场与电磁感应3.3 磁路基本定律磁路基本定律3.4 含有铁心线圈交流电路含有铁心线圈交流电路本章要求：本章要求：第三章第三章 电磁学基础电磁学基础1）了解磁场的四个基本物理量和电磁感应概念。2）了解铁磁性材料特性及其应用。3）理解磁路欧姆定律和磁路的基尔霍夫定律。4）了解变压器的基本结构，掌握变压器的基本工作原理。5）了解点火线圈与汽车传统点火系统的工作过程。6）了解电磁铁的工作特性。 3.1.1 电磁学的基
2、本物理量电磁学的基本物理量表示磁场内某点磁场强弱和方向的物理量。表示磁场内某点磁场强弱和方向的物理量。大小大小 :方向方向 : 与电流的方向之间符合右手螺旋定则。与电流的方向之间符合右手螺旋定则。单位单位 : 特斯拉特斯拉 (T)， 1T = 1Wb/m2 均匀磁场均匀磁场 : 各点磁感应强度大小相等，方向各点磁感应强度大小相等，方向相同的磁场，也称相同的磁场，也称 匀强磁场匀强磁场 。3.1 磁场与电磁感应磁场与电磁感应1、磁感应强度、磁感应强度 B 2、 磁通磁通磁通磁通 ： 穿过垂直于穿过垂直于 B方向的面积方向的面积 S中的磁力线总数。中的磁力线总数。 说明说明 : 如果不是均匀如果不
3、是均匀 磁场，则取磁场，则取 B的平均值。的平均值。在在 均匀磁场中均匀磁场中 = B S 或或 B= /S磁感应强度磁感应强度 B在数值上可以看成为与磁场方向垂直在数值上可以看成为与磁场方向垂直的单位面积所通过的磁通的单位面积所通过的磁通 ,故又称故又称 磁通密度磁通密度 。磁通磁通 的单位的单位 :韦韦 伯伯 (Wb) 1Wb =1Vs3、磁导率 磁导率 来表示物质的导磁性能。 的单位是 H/m(亨 /米）。注意真空的磁导率为常数，用真空的磁导率为常数，用 0表示，有：表示，有：相对磁导率相对磁导率 r：任一种物质的磁导率任一种物质的磁导率 和真空的磁导率和真空的磁导率 0的比值的比值 。
4、不同的介质，磁导率 也不同。磁导率值大的材料，导磁性能好。磁导率与真空磁导率近似相等，即 r 1 。如空气、木材、纸、铝等。注意铁磁性物质的磁导率 是个变量，它随磁场的强弱而变化。 材料分类：非磁性材料铁磁性材料磁导率远远大于真空磁导率，即 r 1 ，可达到几百到上万。材料如铁、钴、镍及其合金等。所以电器设备如变压器、电机都将绕组套装在铁磁性材料制成的铁心上。7.1.3 磁场强度磁场强度磁场强度磁场强度 H ： 介质中某点的磁感应强度介质中某点的磁感应强度 B 与介质与介质磁导率磁导率 之比。之比。磁场强度磁场强度 H的单位的单位 ： 安培安培 /米（米（ A/m)磁场强度的大小取决于电流的大
5、小、载流导体的形状及几何位置，而与磁介质无关。H和 B同为矢量。 H的方向就是该点 B的方向。在后面学到的磁路问题中，常常用到磁场强度这个物理量。 任意选定一个闭合回线的围绕方向，凡是任意选定一个闭合回线的围绕方向，凡是电流方向与闭合回线围绕方向之间符合右螺电流方向与闭合回线围绕方向之间符合右螺旋定则的电流作为正、反之为负。旋定则的电流作为正、反之为负。 式中：式中： 是磁场强度矢量沿任意闭合是磁场强度矢量沿任意闭合线线 (常取磁通作为闭合回线常取磁通作为闭合回线 )的线积分；的线积分；I 是穿过闭合回线所围面积的电流的代数和。是穿过闭合回线所围面积的电流的代数和。安培环路定律安培环路定律 电
6、流正负的规定电流正负的规定 ：3.1.4 安培环路定律（全电流定律）安培环路定律（全电流定律） I1HI2安培环路定律将安培环路定律将 电流与磁场强度联系起来。电流与磁场强度联系起来。 在在 均匀磁场中均匀磁场中 Hl = IN 3.1.2 电磁感应1、电磁感应定律在 1831年英国科学家法拉第发现：，变化的磁场能使闭合的回路产生感应电动势和感应电流。 感应电动势的大小正比于回路内磁通对电流的变化率。1833年，楞次对法拉第电磁感应定律进行补充： 闭合回路中感应电流的方向，总是使它所产生的磁场阻碍引起感应电流的原磁通的变化。 这就是楞次定律。法拉第电磁感应定律：楞次定律：具体地说，如果回路由于
7、磁通增加而引起的电磁感应，则感应电流的磁场与原来的磁场反向；如果回路由于磁通减少引起电磁感应，则感应电流的磁场与原来的磁场相同。简要地说，感应电流总是阻碍原磁通的变化。法拉第电磁感应定律和楞次定律分别从大小和方向两方面阐述了感应电动势与磁通的关系。 为了便于分析、表达感应电动势，通常设定感应电动势与磁通的参考方向符合右螺旋关系，则电磁感应定律可用下式表达：对于一匝线圈由电磁感应所产生的感应电动势为 : 式中，磁通的单位为 Wb；时间的单位为 S；电动势的单位为 V。若线圈匝数为 N匝，每匝线圈内穿过的磁通为 ，则与此线圈相交链的总磁通称为磁链，用 表示 ,即 （）式（）不仅表明了感应电动势的大小，而且可以表明其方向。此时线圈的感应电动势为e(t)
