《电路》课程教学资源（PPT课件）附录A 磁路和铁心线圈

附录A磁路和铁心线圈本章重点A-1磁场和磁路A-2铁磁物质的磁化曲线1-3磁路的基本定律A4恒定磁通磁路的计算1-5交变磁通磁路简介1-6铁心线圈首页

附录A 磁路和铁心线圈 首 页 A－1 磁场和磁路 A－2 铁磁物质的磁化曲线 A－3 磁路的基本定律 A－4 恒定磁通磁路的计算 A－5 交变磁通磁路简介 A－6 铁心线圈 本章重点

磁路和铁心线图山重点：1.石磁场和磁路的概念2.磁路的基本定律3.恒定磁通磁路的计算4.铁磁物质的特性返回

返 回 4.铁磁物质的特性 l 重点： 2.磁路的基本定律 1. 磁场和磁路的概念 3.恒定磁通磁路的计算

磁路和铁心线圈山磁场和磁路A.1根据电磁场理论，磁场是由电流产生的，它与电流在空间的分布和周围空间磁介质的性质密切相关。描述磁场的基本物理量是磁感应强度B和磁场强度H。1.磁感应强度B1根据安培力定义B安培经过大量的实验确定了磁场对一个恒定电流元作用力的大小及方向：返回页下页P

A.1 磁场和磁路 根据电磁场理论，磁场是由电流产生的，它 与电流在空间的分布和周围空间磁介质的性质密切 相关。描述磁场的基本物理量是磁感应强度B和磁 场强度H。 上 页 下 页 1. 磁感应强度B ① 根据安培力定义B 安培经过大量的实验确定了磁场对一个恒定电 流元作用力的大小及方向： 返 回

磁路和铁心线图山磁感应强度dF= Idlx B安培力或磁通密度dF = IdlBsinαHdF定义maxTB(Wb/m?)BIdl(GS)1T=104Idl根据洛仑兹力定义B电流是电荷以某一速度运动形成的，所以磁场对电流的作用可以看作是对运动电荷的作用ag(vdt) × BdF=IdlxB=dt返回上页下页

dF  Idl  B 磁感应强度 或磁通密度  F B Idl dF  IdlBsin α 定义 I l F B d d max  T（Wb/m2） 安培力 1T=10 4（GS） ② 根据洛仑兹力定义B 电流是电荷以某一速度运动形成的，所以磁 场对电流的作用可以看作是对运动电荷的作用。 F  l  B  (vd ) B d d d d t t q I 返 回 上 页 下 页

磁路和铁心线園山dFF = qv× B洛仑兹力BdF =gvBsinαdF定义maxB=gv3.磁通连续性原理定义穿过磁场中给定曲面S的磁感应强度B的通量为磁通：Wb (韦伯)B.dS-返回上页下页

F  qv  B  dF B v 洛仑兹力 dF  qvBsin α 定义 qv F B max d  3.磁通连续性原理 定义穿过磁场中给定曲面S的磁感应强度B 的 通量为磁通：    s Φ B dS Wb (韦伯) 返 回 上 页 下 页

磁路和铁心线图山Wb (韦伯)Φ={B.dSBAds若S面为闭合曲面Φ=$B.dS=0磁通连续性原理注意磁通Φ是标量。磁通连续性原理表明磁力线是无头无尾的闭合曲线，这一性质是建立在自然界不存在磁荷的基础上。返回页下页上

若S面为闭合曲面   d  0 Φ  B S 磁通连续性原理 注意 磁通 是标量。磁通连续性原理表明磁力线 是无头无尾的闭合曲线，这一性质是建立在自然 界不存在磁荷的基础上。    s Φ B dS Wb (韦伯) 返 回 上 页 下 页

磁路和铁心线图山4.磁场强度H几乎所有的气体、液体和固体，不论其内部结构如何，放入磁场中都会对磁场产生影响，表明所有的物质都有磁性，但大部分媒质的磁性较弱，只有铁磁物体才有较强的磁性抗磁体一→引入磁场中感受轻微推斥力的物质，所有的有机化合物和大部分无机化合物是抗磁体。引入磁场中感受轻微吸引力拉向强磁顺磁体一场的物质。铝和铜等金属是顺磁体，返回页下页上

几乎所有的气体、液体和固体，不论其内部结 构如何，放入磁场中都会对磁场产生影响，表明所 有的物质都有磁性，但大部分媒质的磁性较弱，只 有铁磁物体才有较强的磁性。 4.磁场强度H 引入磁场中感受轻微推斥力的物质。 所有的有机化合物和大部分无机化合 物是抗磁体。 抗磁体 引入磁场中感受轻微吸引力拉向强磁 场的物质。铝和铜等金属是顺磁体。 顺磁体 返 回 上 页 下 页

磁路和铁心线圈山（所引入磁场中感受到强吸引力的物质铁磁体受磁力是顺磁物质的5000倍）。铁和磁铁矿等是铁磁体。磁化强度考虑媒质的磁化，引入磁场强度HB定义：磁场强度A/mH==-MμoB= μ(H + M)相对磁导率对于线性均匀各向同性的磁介质M=xmHB= μ(1 + Xm)H = μ,H =μH磁化率返回上页下页

铁磁体 引入磁场中感受到强吸引力的物质（所 受磁力是顺磁物质的5000倍）。铁和磁 铁矿等是铁磁体。 定义：磁场强度 M B H   0 A/m 考虑媒质的磁化，引入磁场强度H B  μ (H  M) 0 磁化强度 对于线性均匀各向同性的磁介质 M   m H 磁化率 B  μ0 (1  m )H  0r H  H 相对磁导率 返 回 上 页 下 页

磁路和铁心线图山注意①式中u为真空中的磁导率，它与真空电容率和真空中光速满足关系：c：Vu.coμ。= 4元×10 -7 H /m顺磁体和抗磁体的磁导率可近似为μo。铁磁体的磁导率是uo的103-104倍，且不是常量。5.安培环路定律在磁场中，对H的任意闭合线积分等于穿过闭合路径所界定面的传导电流的代数和：返回页下页上

注意 ① 式中0为真空中的磁导率，它与真空电容率和 真空中光速满足关系： 0 0 1 μ ε c  4 10 H / m 7 0  μ  π  ② 顺磁体和抗磁体的磁导率可近似为0。 ③ 铁磁体的磁导率是0的10 3-10 4倍，且不是常量。 5.安培环路定律 在磁场中，对H的任意闭合线积分等于穿过闭 合路径所界定面的传导电流的代数和： 返 回 上 页 下 页

磁路和铁心线图山H·dl=Ni=F At(安 画)磁通势注意定律中电流i的正负取决于电流的方向与积分回路的绕行方向是否符合右螺旋关系，符合时为正，否则为负。H·dl =(I -21,)返回页页下

注意 d At( ) l H  l Ni  F m 安匝 磁通势 定律中电流 i 的正负取决于电流的方向与积 分回路的绕行方向是否符合右螺旋关系，符合时 为正，否则为负。 d ( 2 ) 1 2 l   I  I H l 返 回 上 页 下 页