《汽车电路知识与基本操作技能（第二版）》 课件 模块3、4 磁场及电磁器件、 汽车电子技术应用.pptx

;;学习目标

1．了解磁场及其基本物理量。

2．了解电流的磁效应、磁场对通电直导体的作用和电磁感应现象。

3．掌握安培定则、左手定则、右手定则和楞次定律。

4．了解磁路相关知识。;一、磁场及其基本物理量

1．磁体与磁极

人们把物体能够吸引铁、镍、钴等金属及其合金的性质称为磁性，具有磁性的物体称为磁体。

磁体两端磁性最强的部分称为磁极。一个可以在水平面内自由转动的条形磁铁或小磁针，静止后总是一个磁极指南，一个磁极指北，如图所示。指南的磁极称为指南极，简称南极（S）；指北的磁极称为指北极，简称北极（N）。;与电荷之间的作用力相似，磁极之间也有相互作用力：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。;2．磁场与磁感线

两个互不接触的磁体之间为什么会存在相互的作用力呢？这是因为磁体周围的空间存在着一种特殊的物质——磁场。判断某空间是否存在磁场，一般可用一个小磁针来检验，能使小磁针转动并总是停留在一个固定方向的空间中存在磁场。

条形磁铁的磁感线如图所示。为了形象地描绘磁场的大小和方向，人们引入磁感线的概念。;对磁感线有以下规定：

（1）磁感线是互不交叉的闭合曲线。在磁体外部磁感线由N极指向S极，在磁体内部由S极指向N极。

（2）磁感线上任意一点的切线方向就是该点的磁场方向，即放在该点的小磁针N极所指的方向。

（3）磁感线的疏密程度表示磁场的强弱，磁感线越密的地方磁场越强，反之越弱。磁感线方向相同、分布均匀而又相互平行的区域称为均匀磁场，反之则称为非均匀磁场。;通常，平行于纸面的磁感线用带箭头的线表示。垂直于纸面向内的磁感线用符号“×”表示，垂直于纸面向外的磁感线用符号“·”表示。

磁感线是人们为方便研究磁场而引入的物理概念，它不是客观存在的。但是我们可以用实验的方法把磁感线显示出来。在条形磁铁的上面放一块玻璃板或纸板，撒上一些铁屑并轻敲，铁屑就会规则地排列成如图所示的形状，与磁感线相似。;3．磁场的基本物理量

（1）磁感应强度

磁感应强度（B）是表示磁场内某点的磁场强弱和方向的物理量。磁感应强度的单位是特??拉（T）。

均匀磁场中各点的磁感应强度大小相等、方向相同。

（2）磁通

磁感应强度（如果不是均匀磁场，则取B的平均值）与垂直于磁场方向的平面面积的乘积，称为通过该面积的磁通（Ф），即Ф=BS。磁通的单位是韦伯（Wb），简称韦。;（3）磁导率

磁导率（μ）是一个用来表示磁场媒质磁性的物理量，也就是用来衡量物质导磁能力的物理量。磁导率的单位是亨利/米（H/m）。

（4）磁场强度

磁场强度（H）是描述磁场性质的物理量，通过它来确定磁场与电流之间的关系。磁场内某点的磁场强度的大小等于该点磁感应强度除以该点的磁导率，即。磁场强度的单位是安培/米（A/m）。;二、电流的磁效应与安培定则

1．电流的磁效应

任何通有电流的导线周围都存在磁场，电流产生磁场的现象称为电流的磁效应。可以通过如图所示的实验来验证电流的磁效应，将开关闭合，会发现小磁针偏转，这说明导线周围有磁场存在。;2．安培定则

通电长直导线及通电螺线管周围的磁场方向可用安培定则来确定，安培定则也称为右手螺旋定则。

（1）通电长直导线周围磁场方向的确定。如图所示，用右手握住通电导线，让拇指指向电流的方向，则弯曲的四指所环绕的方向就是磁感线的环绕方向。;（2）通电螺线管周围磁场方向的确定。如图所示，用右手握住通电螺线管，让弯曲的四指环绕的方向与电流方向一致，则拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向，也就是通电螺线管的磁场N极的方向。;三、磁场对通电直导体的作用与左手定则

通常把通电导体在磁场中受到的力称为安培力。如图所示，在蹄形磁体两极所形成的匀强磁场中，悬挂一段直导线，让导线方向与磁场方向保持垂直，导线通电后，可以看到导线因受力而发生运动。;先保持导线通电部分的长度不变，改变电流的大小，然后保持电流不变，改变导线通电部分的长度。比较两次实验结果可以发现，当通电导线长度一定时，电流越大，电流所受安培力越大；当电流一定时，通电导线越长，安培力也越大。若交换磁极位置改变磁场方向，或改接电源极性改变导线中的电流方向，则导体的受力方向都随之改变。

通电直导体在磁场内的受力方向可用左手定则来判断。如图所示，平伸左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内，让磁感线垂直穿入掌心，并使四指指向电流的方向，则拇指所指的方向就是通电导体所受安培力的方向。;83;把一段通电导线放入磁场中，当电流方向与磁场方向垂直时，电流所受的安培力最大。此时安培力的计算式为：

F=BIl

如果电流方向与磁场方向不垂直，而是有一个夹角α，这时通电导线的有效长度为lsinα（即l在与磁场方向相垂直方向上的投影）。安培力的计算式变为：

F=BIlsinα;