第五章 磁场与磁路.docx
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第五章 磁场与磁路.docx
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第五章磁场与磁路
课题序号
授课班级
授课课时
2
授课形式
新授
授课章节名称
5-1电流的磁效应、5-2磁场的主要物理量
使用教具
多媒体
教学目的
1.掌握直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场,以及磁场方向与电流方向的关系。
2.理解磁感应强度、磁通、磁导率和磁场强度的概念及匀强磁场的性质。
教学重点
磁场的四个物理量以及磁场方向与电流方向的关系。
教学难点
磁场强度的大小与媒介质性质无关。
更新、补充、删除内容
课外作业
教学后记
课堂教学安排
教学过程
主要教学内容及步骤
新课
练习
小结
第一节 电流的磁效应
一、磁场
磁极间相互作用的磁力是通过磁场传递的。
磁极在它周围的空间产生磁场,磁场对处在它里面的磁极有磁场力的作用。
二、磁场的方向和磁感线
1.磁场的方向:
在磁场中任一点,小磁针静止,N极所指的方向为该点的磁场方向。
2.磁感线:
在磁场中画出一些曲线,在曲线上每一点的切线方向都与该点的磁场方向相同。
三、电流的磁场
1.直线电流的磁场
电流的方向与它的磁感线方向之间的关系用安培定则判定。
例:
2.环形电流的磁场
电流方向与磁感线方向之间的关系,用安培定则判定。
例:
3.通电螺线管的磁场
电流方向与磁感线方向之间的关系用安培定则判定。
第二节 磁场的主要物理量
一、磁感应强度B
1.它是表示磁场强弱的物理量
B=
(条件:
导线垂直于磁场方向)
B可用高斯计测量,用磁感线的疏密可形象表示磁感应强度的大小。
2.单位:
F——N(牛顿),I——A(安培),L——m(米),B——T(特斯拉)
3.B是矢量,方向:
该点的磁场方向。
4.匀强磁场:
在磁场的某一区域,若磁感应强度的大小和方向都相同,这个区域叫匀强磁场。
二、磁通Φ
1.Φ=BS(条件:
BS;
匀强磁场)
2.单位:
韦伯(Wb)
3.B=
;B可看作单位面积的磁通,叫磁通密度。
三、磁导率µ
1.表示媒介质导磁性能的物理量。
真空中磁导率:
µ0=410-7H/m。
相对磁导率:
µr=
2.µr<1 反磁性物质;µr>1 顺磁性物质;µr>>1 铁磁性物质。
前面两种为非铁磁性物质µr1,铁磁性物质µ不是常数。
四、磁场强度H
1.表示磁场的性质,与磁场内介质无关。
2.H=
或B=µH=µ0µrH
3.
(1)磁场强度是矢量,方向和磁感应强度的方向一致。
(2)单位:
安/米(A/m)
习题(《电工基础》第2版周绍敏主编)
1.是非题
(1)~(4)。
2.选择题
(1)~(4)。
3.填充题
(1)~(4)。
1.磁场的方向。
2.电流的磁场、安培定则。
3.磁场的主要物理量。
课题序号
授课班级
授课课时
2
授课形式
新授
授课章节名称
5-3磁场对通电导线的作用力
使用教具
多媒体
教学目的
1.掌握磁场对通电导线的作用力的公式和左手定则。
2.了解匀强磁场对通电线圈的作用力。
教学重点
磁场对通电导线的作用力。
教学难点
匀强磁场对通电线圈的作用力。
更新、补充、删除内容
课外作业
教学后记
课堂教学安排
教学过程
主要教学内容及步骤
课前复习:
新课
小结
1.磁场中某一点的磁场方向的规定。
2.安培定则的内容。
3.磁感应强度的定义式、磁感应强度方向的规定。
4.磁通、磁导率、相对磁导率的概念。
5.磁场强度的定义式,磁场强度方向的规定。
第三节 磁场对通电导线的作用力
一、磁场对通电导线的作用力
1.力的大小
(1)当电流方向与磁场方向垂直时
F=BIl(适用于:
一小段通电导线;匀强磁场)
(2)若电流方向与磁场方向平行,则F=0。
(3)若电流方向与磁场方向间有一夹角,则
B1=Bcos;B2=Bsin
F=B2Il=BIlsin
讨论:
=
,F=BIl最大;=0,F=0最小。
单位:
F-牛顿(N);l-米(m);B-特斯拉(T)。
2.力的方向——用左手定则判定
例1:
一根通电直导线放在磁场中,图中已分别表明电流,磁感应强度和磁场对电流的作用力这三个物理量中两个量的方向,试标出第三个物理量的方向。
例2:
一匀强磁场B=0.4T;L=20cm;=30;I=10A,求:
直导线所受磁场力的大小和方向。
二、电流表的工作原理(磁电式)(胶片)
1.匀强磁场对通电线圈的作用力
2.磁场使线圈偏转的力矩M1=K1I;弹簧产生的力矩M2=K2,两力矩平衡(M1=M2)时,线圈就停在某一偏转角上,指针指到刻度盘的某一刻度,刻度是均匀的。
3.优点:
刻度均匀,准确度高,灵敏度高。
缺点:
价格贵,对过载很敏感。
1.磁场对通电导线作用力的大小和方向。
2.左手定则的内容。
3.电流表的工作原理。
课题序号
授课班级
授课课时
2
授课形式
新授
授课章节名称
5-4铁磁性物质的磁化
使用教具
多媒体
教学目的
1.了解铁磁性物质的磁化。
2.了解磁化曲线、磁滞回线对铁磁性物质性能的影响。
教学重点
铁磁性物质被磁化的内因。
教学难点
磁滞回线的形成。
更新、补充、删除内容
课外作业
教学后记
课堂教学安排
教学过程
主要教学内容及步骤
课前复习
新课
小结
1.磁场力大小的公式、磁场力方向的规定。
2.习题(《电工基础》第2版周绍敏主编)
1.是非题(5)、(6)。
2.选择题(6)、(7)。
3.填充题(7)、(8)。
第五节 铁磁性物质的磁化
一、铁磁性物质的磁化
1.磁化:
本来不具磁性的物质,由于受磁场的作用而具有了磁性的现象。
非铁磁性物质是不能被磁化的。
2.磁化内因:
在外磁场的作用下,磁畴(磁性小区域)沿磁场方向作取向排列,形成附加磁场,从而使磁场显著增强。
去掉外磁场后,有些铁磁性物质中磁畴的一部分或大部分仍保持取向一致,对外仍显磁性,这就成了永久磁铁。
3.应用:
用于电子和电气设备中。
二、磁化曲线
1.磁化曲线(B-H曲线):
铁磁性物质的B随H而变化的曲线。
B=μH
即
μ=B/H
2.测试原理图
3.磁化曲线图
O-1段:
起始磁化段。
B增加得较慢(由于磁畴惯性)。
1-2段:
直线段。
B随H增加很快(由于磁畴在外磁场的作用下大部分趋向H的方向)。
2-3段:
B增加变慢(由于随着H的增加只有少数磁畴继续转向)。
3以后:
饱和段,B基本不随H变化(已几乎没有磁畴可转向了,为饱和磁感应强度)。
4.说明:
(1)对于变压器和电机,通常工作于2-3段。
(2)每一种材料B的饱和值一定,不同铁磁性物质,B的饱和值不同。
(3)B愈大导磁性能愈好。
三、磁滞回线
1.曲线
2.剩磁:
当H减至零时,B值不等于零,而是保留一定的值,称为剩磁。
用Br表示。
矫顽磁力:
为克服剩磁所加的磁场强度。
用Hc表示。
3.磁滞现象:
B的变化总是落后于H的变化。
磁滞回线:
abcdefa为一封闭对称于原点的闭合曲线,称为磁滞回线
4.
(1)基本磁化曲线:
连接各条对称的磁滞回线的顶点,得到的一条曲线叫基本磁化曲线。
(2)磁滞损耗:
反复交变磁化过程中有能量损耗,称为磁滞损耗。
(3)剩磁和矫顽力愈大的铁磁性物质,磁滞损耗就愈大。
1.铁磁性物质的磁化;它能够被磁化的原因。
2.铁磁性物质的磁化曲线和磁滞回线。
3.铁磁性物质的概念以及它的分类。
课题序号
授课班级
授课课时
2
授课形式
新授
授课章节名称
5-5磁路的基本概念
使用教具
多媒体
教学目的
1.理解磁动势和磁阻的概念。
2.掌握磁路的欧姆定律。
教学重点
磁路的欧姆定律。
教学难点
磁路的欧姆定律的应用。
更新、补充、删除内容
课外作业
教学后记
课堂教学安排
教学过程
主要教学内容及步骤
课前复习
新课
练习
小结
1.什么叫铁磁性物质的磁化?
它能够被磁化的原因。
2.铁磁性物质的磁化曲线和磁滞回线的概念。
第五节 磁路的基本概念
一、磁路
1.磁路:
磁通经过的闭合路径。
2.说明主、漏磁通。
3.磁路:
无分支和有分支。
无分支有分支
二、磁路的欧姆定律
1.通电线圈产生磁场,磁通随线圈匝数和所通过的电流的增大而增加。
把通过线圈的电流和线圈匝数的乘积称为磁动势。
Em=IN
单位:
安培(A)
2.磁阻:
磁通通过磁路时所受到的阻碍作用。
Rm=
式中:
l-磁路长度(m);
S-磁路横截面积(m2);
μ-磁导率(H/m);
Rm-磁阻(1/H)。
3.磁路的欧姆定律
(1)内容:
通过磁路的磁通与磁动势成正比,与磁阻成反比。
(2)=
(3)磁路与电路对应的物理量及其关系式。
电 路
磁 路
电流I
磁通
电阻R=l/S
磁通Rm=l/S
电阻率
磁导率
电动势E
磁动势Em=IN
电路欧姆定律I=E/R
磁路欧姆定律=Em/Rm
1.在磁场中,各点的磁场强度的大小不仅与电流的大小和导体的形状有关,而且与媒介质的性质有关。
()
2.磁路的欧姆定律是指:
磁感应强度与磁动势成正比,与磁阻成反比。
()
1.磁动势和磁阻的概念。
2.磁路的欧姆定律。
3.全电流定律。
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- 第五章 磁场与磁路 第五 磁场 磁路