磁场及磁路
磁的基础知识
1、磁
2、磁铁的主要性能 （1）、磁铁具有极性（2）、磁极之间有相互作用力（3）、铁磁性物质具有被磁化现象
磁场及其性质
1、磁场的定义 2、磁场的性质 3、磁场的方向4、磁力线 5、磁场的应用 磁场基本物理量 1、磁感应强度B ： （1）、大小：单位正电荷q 以单位速度v 沿垂直方向运动时所受到的电磁力F ，磁感应强度B 是描述空间某点磁场强弱与方向的物理量。即B=F/qv （2）、方向：该点的磁场方向，与产生该磁场的电流之间的方向关系符合右手螺旋法则 （3）、单位：特 [斯拉]（T ） 2、磁通量Ф： （1）、大小：穿过某一截面S 的磁感应强度矢量B 的通量，也可理解为穿过该截面的磁力线总数。在均匀磁场中，如果S 与B 垂直，则有Ф＝BS （2）、SI 单位：Ф—韦[伯] (Wb)。 3、磁场强度H （1）、大小：等于该点的磁感应强度B 与介质导磁率μ的比值，即H=B/μ （2）、方向：该点的磁场方向 （3）、SI 单位：安/米（A/m）。 4、磁导率μ
磁导率μ是表示物质导磁性能的物理量。其SI 单位是亨/米（H/m）。由实验测出，真空中的磁导率μ0=4π×10-7 H/m。μ≈μ0的物质称为非磁性材料；μ》μ0 的物质称为铁磁性材料。
铁磁物质的性质
一、概念
1．磁畴：铁心自身有的自然磁性小区域。 2．磁化：铁心中的磁畴沿外磁场作定向排列，产生附加磁场的现象，如图4.1（b ）所示。
3．铁磁材料：能被磁化的材料（例如：铁、钴、镍以及它们的合金和氧化物）。 二、铁心的磁化过程
1
可以用图4.2描述。
（a ） （b ）
图4.1 磁畴和铁心的磁化 图4.2 磁化过程
OA 段：大部分磁畴的磁场沿外磁场方向排列， 与I 成正比且增加率较大。
AB 段：所有磁畴的磁场最终都沿外磁场方向排列，铁心磁场从未饱和状态过渡到饱和状态。
B 点以后：称饱和状态，铁心的增磁作用已达到极限，同直线1。 三、铁磁物质的性质
1、高导磁性 2、磁饱和性 3、磁滞性
铁磁材料的分类和用途 一、磁滞现象
1．磁滞：当铁心线圈通入交流电时，铁心会随交流电的变化而被反复磁化。在磁化过程中，由于磁畴本身存在“惯性”，使得磁通的变化滞后于电流的变化。
2．磁滞回线：反复磁化形成的封闭曲线，如图4.3所示。
图4.3 磁滞回线
3．磁滞损耗：铁磁材料在磁化时，外磁场克服磁畴的“惯性”消耗的能量。
4．磁滞损耗是引起铁心发热的原因之一。
二、铁磁材料的分类和用途
1、软磁性材料：磁滞损耗小的铁磁材料，特点是磁滞回线狭长，面积小。 常用作电器设备的铁心，如硅钢、铸铁等
2、硬磁性材料：磁滞损耗大的铁磁材料，特点是磁滞回线宽大，面积大。 常用作永久磁铁、扬声器磁钢
3、矩磁性材料：磁滞损耗大的铁磁材料，特点是磁滞回线接近矩形，面积大。 常用作计算机存储器的磁心等记忆元件。
磁路欧姆定律
一、概念
1．磁路：通常由铁心制成，而使磁通集中通过的回路，如图4.4所示。
成正比，与磁阻成反比。
E
（2）Φ = m
R m
（3）磁路与电路对应的物理量及其关系式。
电 路
电流I 电阻R = ρ l / S 电阻率 ρ 电动势E 电路欧姆定律 I = E / R
磁 路 磁通 Φ 磁通 R m ＝ l / μS
磁导率 μ 磁动势 E m ＝ I N
图4.4 磁路
2．主磁通：铁心中的磁通Φ。
3．漏磁通：少量磁通通过周围空气构成的回路（可忽略不计）。
4．磁通Φ ：线圈中电流有效值I 与线圈匝数N 的乘积称为磁通势，R M 称为磁阻。
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。
E m = I N
单位：安培（A ）
2．磁阻：磁通通过磁路时所受到的阻碍作用。
R m =
l μS
式中：l －磁路长度（m ）；
S － 磁路横截面积（m 2）； μ－ 磁导率（H ／m ）； R m － 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
2
磁路欧姆定律 Φ
=Em / R m
Φ = I N / R M 。
注意：（1）、磁阻 R M 表示物质对磁通具有的阻碍作用。不同物质的磁阻不同。若铁心中存在空气隙，磁阻R M 会增大许多。
（2）、磁路的欧姆定律只适用于铁心非饱和状态。
（3）、电压与磁通之间的关系，即U = 4.44 f NΦm 。
电流的磁效应
电流的磁场
电流产生磁场的现象称为电流的磁效应 1、奥斯特实
发现了电流的磁效应 2、安培定则 （1）、右手定则
通电直导线周围有磁场 （2）、通电线圈产生的磁场
右手定则
磁场对电流的作用
1、磁场对通电直导线的作用
有力的作用---------左手定则 F=BIL
3
磁场及磁路
磁的基础知识
1、磁
2、磁铁的主要性能 （1）、磁铁具有极性（2）、磁极之间有相互作用力（3）、铁磁性物质具有被磁化现象
磁场及其性质
1、磁场的定义 2、磁场的性质 3、磁场的方向4、磁力线 5、磁场的应用 磁场基本物理量 1、磁感应强度B ： （1）、大小：单位正电荷q 以单位速度v 沿垂直方向运动时所受到的电磁力F ，磁感应强度B 是描述空间某点磁场强弱与方向的物理量。即B=F/qv （2）、方向：该点的磁场方向，与产生该磁场的电流之间的方向关系符合右手螺旋法则 （3）、单位：特 [斯拉]（T ） 2、磁通量Ф： （1）、大小：穿过某一截面S 的磁感应强度矢量B 的通量，也可理解为穿过该截面的磁力线总数。在均匀磁场中，如果S 与B 垂直，则有Ф＝BS （2）、SI 单位：Ф—韦[伯] (Wb)。 3、磁场强度H （1）、大小：等于该点的磁感应强度B 与介质导磁率μ的比值，即H=B/μ （2）、方向：该点的磁场方向 （3）、SI 单位：安/米（A/m）。 4、磁导率μ
磁导率μ是表示物质导磁性能的物理量。其SI 单位是亨/米（H/m）。由实验测出，真空中的磁导率μ0=4π×10-7 H/m。μ≈μ0的物质称为非磁性材料；μ》μ0 的物质称为铁磁性材料。
铁磁物质的性质
一、概念
1．磁畴：铁心自身有的自然磁性小区域。 2．磁化：铁心中的磁畴沿外磁场作定向排列，产生附加磁场的现象，如图4.1（b ）所示。
3．铁磁材料：能被磁化的材料（例如：铁、钴、镍以及它们的合金和氧化物）。 二、铁心的磁化过程
1
可以用图4.2描述。
（a ） （b ）
图4.1 磁畴和铁心的磁化 图4.2 磁化过程
OA 段：大部分磁畴的磁场沿外磁场方向排列， 与I 成正比且增加率较大。
AB 段：所有磁畴的磁场最终都沿外磁场方向排列，铁心磁场从未饱和状态过渡到饱和状态。
B 点以后：称饱和状态，铁心的增磁作用已达到极限，同直线1。 三、铁磁物质的性质
1、高导磁性 2、磁饱和性 3、磁滞性
铁磁材料的分类和用途 一、磁滞现象
1．磁滞：当铁心线圈通入交流电时，铁心会随交流电的变化而被反复磁化。在磁化过程中，由于磁畴本身存在“惯性”，使得磁通的变化滞后于电流的变化。
2．磁滞回线：反复磁化形成的封闭曲线，如图4.3所示。
图4.3 磁滞回线
3．磁滞损耗：铁磁材料在磁化时，外磁场克服磁畴的“惯性”消耗的能量。
4．磁滞损耗是引起铁心发热的原因之一。
二、铁磁材料的分类和用途
1、软磁性材料：磁滞损耗小的铁磁材料，特点是磁滞回线狭长，面积小。 常用作电器设备的铁心，如硅钢、铸铁等
2、硬磁性材料：磁滞损耗大的铁磁材料，特点是磁滞回线宽大，面积大。 常用作永久磁铁、扬声器磁钢
3、矩磁性材料：磁滞损耗大的铁磁材料，特点是磁滞回线接近矩形，面积大。 常用作计算机存储器的磁心等记忆元件。
磁路欧姆定律
一、概念
1．磁路：通常由铁心制成，而使磁通集中通过的回路，如图4.4所示。
成正比，与磁阻成反比。
E
（2）Φ = m
R m
（3）磁路与电路对应的物理量及其关系式。
电 路
电流I 电阻R = ρ l / S 电阻率 ρ 电动势E 电路欧姆定律 I = E / R
磁 路 磁通 Φ 磁通 R m ＝ l / μS
磁导率 μ 磁动势 E m ＝ I N
图4.4 磁路
2．主磁通：铁心中的磁通Φ。
3．漏磁通：少量磁通通过周围空气构成的回路（可忽略不计）。
4．磁通Φ ：线圈中电流有效值I 与线圈匝数N 的乘积称为磁通势，R M 称为磁阻。
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。
E m = I N
单位：安培（A ）
2．磁阻：磁通通过磁路时所受到的阻碍作用。
R m =
l μS
式中：l －磁路长度（m ）；
S － 磁路横截面积（m 2）； μ－ 磁导率（H ／m ）； R m － 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
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磁路欧姆定律 Φ
=Em / R m
Φ = I N / R M 。
注意：（1）、磁阻 R M 表示物质对磁通具有的阻碍作用。不同物质的磁阻不同。若铁心中存在空气隙，磁阻R M 会增大许多。
（2）、磁路的欧姆定律只适用于铁心非饱和状态。
（3）、电压与磁通之间的关系，即U = 4.44 f NΦm 。
电流的磁效应
电流的磁场
电流产生磁场的现象称为电流的磁效应 1、奥斯特实
发现了电流的磁效应 2、安培定则 （1）、右手定则
通电直导线周围有磁场 （2）、通电线圈产生的磁场
右手定则
磁场对电流的作用
1、磁场对通电直导线的作用
有力的作用---------左手定则 F=BIL
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