电工基础磁场全解
教案4-1磁场(电工基础第六版)
教学主题 内容 授课班级 授课日期 出勤情况 纪律情况
教
学
4-1 磁场
高电 231
计划学时 4 课时
知识要点
1、磁场与磁感线 2、电流的磁效应 3、磁场中的主要物理量
技能要点
态度
磁场的基本概念、电 培养学生专业兴趣和严谨 流的磁效应、右手螺 的职业素养，给他们一个基 旋定则（安培定则）、 磁感应强度与磁通量 础知识的正确认知 与磁导率
3、安培定则 安培定则，也称为右手定则，是物理 学中关于磁场和电流之间相互作用 的重要法则。该定则由法国物理学家 安培提出，是电磁学中一个重要的概
授课 时间 步骤 分配
教学内容
教师活动 学生活动 教学过 程记录
念。安培定则主要涉及到两个方面的
内容：右手螺旋定则和右手定则。本
文将详细介绍这两个方面的原理和
目
的
教学重点
磁场与磁场中的物理量、电流的磁效应
教学难点
安培定则、磁感应强度、磁通、磁导率
书本、视频、课件 教学资源
教学后记
授课 步骤
课程 导入
时间 分配
10 分 钟左 右
教学内容
教师活动
问答互动
点名、抽查学生预习情况
做题引入
今天要学
习的内容
1、磁场与磁场线
当两个磁极靠近时，它们之间会发生
相互作用:同名磁极相互排斥，异名
由 N 极指向 S 极，在磁体内部由 S 极 讲 解 今 天
指向 N 极。而磁感线的疏密程度则形 的知识点
象地表现了各处磁场的强弱。书图
听讲、思
4-1 所示为蹄形磁铁的磁感线。图
考、跟着
教 学 75 分 4-2 所示为条形磁铁的磁感线。
《电工基础教案》——磁场对电流的作用教案
《电工基础教案》——磁场对电流的作用教案一、教学目标：1. 让学生了解磁场对电流的作用原理。
2. 让学生掌握安培力、洛伦兹力的概念及其计算方法。
3. 培养学生运用理论知识解决实际问题的能力。
二、教学内容：1. 磁场对电流的作用原理2. 安培力的计算方法3. 洛伦兹力的计算方法4. 磁场对电流作用的应用实例三、教学重点与难点：1. 教学重点：磁场对电流的作用原理，安培力、洛伦兹力的计算方法。
2. 教学难点：安培力、洛伦兹力的计算方法及实际应用。
四、教学方法：1. 采用讲授法，讲解磁场对电流的作用原理、安培力、洛伦兹力的计算方法。
2. 采用案例分析法，分析磁场对电流作用的应用实例。
3. 采用互动教学法，引导学生提问、讨论、解答问题。
五、教学步骤：1. 引入话题：介绍磁场对电流的作用在实际生活中的应用，如电动机、发电机等。
2. 讲解磁场对电流的作用原理：阐述安培定律，介绍洛伦兹力。
3. 讲解安培力的计算方法：引导学生理解安培力的计算公式，并进行示例计算。
4. 讲解洛伦兹力的计算方法：引导学生理解洛伦兹力的计算公式，并进行示例计算。
5. 分析磁场对电流作用的应用实例：以电动机、发电机为例，讲解其工作原理。
6. 课堂互动：引导学生提问、讨论、解答相关问题。
7. 总结本节课内容：强调磁场对电流的作用原理及安培力、洛伦兹力的计算方法。
8. 布置课后作业：让学生运用所学知识解决实际问题，加深对磁场对电流作用的理解。
六、教学评估：1. 课后作业：评估学生对磁场对电流作用原理、安培力、洛伦兹力计算方法的掌握情况。
2. 课堂提问：评估学生在课堂上的参与程度，以及对知识点的理解深度。
3. 小组讨论：评估学生在团队合作中的表现，以及对问题的分析与解决能力。
七、教学资源：1. 教材：《电工基础》2. 课件：磁场对电流作用原理、安培力、洛伦兹力的计算方法及应用实例。
3. 实验器材：电流表、电压表、磁场发生器等。
八、教学进度安排：1. 第1周：讲解磁场对电流的作用原理。
(完整版)电工理论基本知识
P3 第一章电工基础知识本章介绍电工理论基本知识，这些知识是学习电气专业知识所必需的基础。
主要内容包括：直流电路及基本物理量,磁场及电磁感应、正弦交流电路、三相正弦交流电路。
第一节直流电路及基本物理量一、直流电路电路是由电气设备和电器元件按一定方式组成的，它为电流的流通提供了路径。
根据电路中电流的性质不同，电路可分为直流电路和交流电路。
电路中，电流的大小及方向都不随时间变化的电路，称为直流电路；电流的大小及方向随时间变化的电路,称为交流电路。
电路的种类很多，不论结构简单还是复杂,电路都包含以下三个基本组成部分。
1. 电源电路中，供给电路能源的装置称为电源，如蓄电池、发电机等.电源可以将非电能转换成电能。
2。
负载电路中,使用电能的设备或元器件称为负载,也叫负荷，如电灯泡、电炉等。
负载可以将电能转换为光能、热能等其他形式的能量。
3。
中间环节电路中连接电源和负载的部分称为中间环节,最简单的中间环节是开关和导线。
导线也叫电线，是电源与负载之间的连接线,它把电流由电源引出来，通过负载再送回电源，构成电流的完整回路.图1—1就是一个简单电路的示意图。
电路由外电路和内电路两部分组成。
外电路：图1－1中，由电源引出端1经导线、负载、仪表等环节,至返回端2的电路叫外电路。
内电路：电源本身电流的通路为内电路。
在图1－1中，指电源引出端1和2间,由发电机组成的电路。
电流在外电路被认为是从电源的正极流向负极，而在电源内部则相反,是由电源负极流向正极.在电源和外电路形成闭合回路后，电流才能产生。
如果电路断开,如图12所示,导线1点和2点间断开了，电流就不能流通了，此时称电路为断路或开路状态。
二、电流金属导体内的自由电子或电解液内的正负离子，通常都处在不规则的运动状态，因此在任一瞬间通过导体任一截面的电量能相互抵消，即导体内没有电流流过。
当导体内的自由电子受到电场力的作用后，电子就以一定方向移动。
在这种情况下，导体的任何截面（在任一瞬间），将有一定的电量通过,也就是说导体内有电流流动。
磁的基本知识：磁场磁路磁性材料
磁的基本知识：磁场、磁路、磁性材料线圈通入电流时，在其周围会产生磁场。
把线圈套在铁心上，磁场会加强而且集中，并能吸引铁磁物质，使之运动。
电磁吸盘、电磁阀、接触器、继电器等许多电气设备就是利用这种原理制成的。
磁场被认为是一种能量，能吸引铁磁物质运动做功，把线圈通入的电能转化为铁质运动的机械能。
借助于磁场，很容易实现电能和机械能的相互转换，导线切割磁场运动，导线会产生感应电动势，基于这种原理制成的发电机，就是把机械能转换为电能的一个实例。
通电的导体在磁场中会受力运动，基于这种原理制成的电动机，就是借助于磁场实现电能转换成机械能的实例。
变压器是借助磁场的变化，使一种电压等级的交流电能转化为另一种电压等级的电能。
以上事实说明了，一个电工仅掌握电路方面的知识，而不掌握磁路、磁场方面的知识，那么，他的知识是残缺不全的。
从本节课开始将分四篇来学习有关知识，内容不是具体介绍每个电气设备的电磁原理，而是介绍它们共有的最基本的磁知识。
这样，在学习各个电气设备时，才有扎实的基础。
（有些部分在初级电工基础知识里面也是接触过的，这里再加深一次）。
磁场和磁路如图下图a所示，线圈通入电流I时，在其周围产生磁场。
在图中，磁场用虚线形象化地表示，称为磁力线。
磁力线箭头方向表示磁场方向，磁力线是无始无终的闭合回线。
产生磁场的电流称为励磁电流或激磁电流，电流值与线圈匝数N 的乘积IN称为磁动势F，记作F=IN，单位为安匝。
所产生的磁场方向与励磁电流方向之间符合右螺旋定则。
磁场方向常用南（S）、北(N ）极来描述，图a中，线圈上方为S极，下方为N极，把线圈包含的一段磁路称为内磁路，未包含的磁路（即空气中的磁路）称为外磁路，外磁路的磁场方向由N极指向S极，内磁路磁场方向则由S极指向N极。
为使较小的励磁电流能产生较大的磁场，并把磁场集中在一定范围内加以利用，常把线圈套在由铁磁材料制成的一定形状的铁心中。
图b是电磁铁未吸合时的磁路。
由于铁磁材料容易导磁，故大部分磁力线在铁心中形成闭合回路，这部分磁通称为主磁通Φ，另外一小部分磁力线则不经过铁心而经过空气形成闭合回路，这部分磁通称为漏磁通，记作Φs。
电工基础复习3(磁场与电磁感应)
电工基础复习3（磁场与电磁感应）一、磁场1）磁场是磁体周围存在的一种特殊物质，磁体通过磁场发生相互作用。
2）磁场的大小和方向可用磁感线来形象的描述：磁感线的疏密表示磁场的强弱，磁感线的切线方向表示磁场的方向。
2、电流的磁效应1）通电导线周围存在着磁场，说明电可以产生磁，由电产生磁的现象称为电流的磁效应。
电流具有磁效应说明磁现象具有电本质。
2）电流产生的磁场方向与电流的方向有关，可用安培定则，即右手螺旋定则来判断。
3、描述磁场的物理量1）磁感应强度BB是描述磁场强弱和磁场方向的物理量，它描述了磁场的力效应。
当通电直导线与磁2）铁磁性物质的B随H而变化的曲线称为磁化曲线，它表示了铁磁性物质的磁性能。
磁滞回线常用来判断铁磁性物质的性质和作为选择材料的依据。
6、磁路1）磁通经过的闭合路径称为磁路。
磁路中的磁通、磁动势和磁阻的关系，可用磁路El欧姆定律来表示，即m，其中RmRmS2）由于铁磁性物质的磁导率不是常数，因此磁路欧姆定律一般不能直接用来进行磁路计算，只用于定性分析。
二、电磁感应1、利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应现象，用电磁感应的方法产生的电流，叫感应电流。
2、闭合回路中的一部分在磁场中作切割磁感线运动（磁通发生变化），回路中有感应电流。
3、右手定则：右手，磁力线垂直进入手心；大姆指，运动方向；四指，感生电流方向。
（在感应电流方向、磁场方向、导体运动方向中已知任意两个的方向可以判断第三个的方向。
）4．楞次定律：感应电流的方向，总是使感应电流的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化，它是判断感应电流方向的普遍规律。
注意：阻碍原来的变化步骤：（1）原磁通方向，增大或减小；（2）感应电流的磁场方向；（3）安培定则——电流方向5、感应电动势E=BLVinθ（θ为B、V的夹角）6、E=N△Φ/△t（N为匝数△Φ/△t为磁通变化率E与磁通的变化率成正比）属于电磁感应现象的问题——右手定则——“电”磁场对电流作用的问题——左手定则——“力”7、导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象叫做自感现象，自感现象中产生的感应电动势，叫做自感电动势。
电工基础磁与电
电工基础(第3版）
*4.5.3 右手定则
右手定则：伸出右手，让大拇指与四指在同一平面内， 大拇指与四指垂直，磁感线垂直穿过手心，大拇指指向导 体运动方向，四指所指的方向，就是感应电流的方向。
电工基础(第3版）
4.6 自感与互感
◎认识自感现象，说出电感的意义，写出磁场能的 表达式。 ◎知道常用电感器的类型，熟悉常用电感器的符号 功能和 典型应用。 ◎熟悉常用电感器的型号，会识别电感器的主要参 数。 ◎认识互感现象和涡流。
电工基础(第3版）
第4章 磁与电
知识目标
• 了解磁场的基本知识，理解磁场、磁感线、磁感应强度、磁通、 磁导率、磁场强度的基本概念。
• 理解电流的磁效应和安培定则，理解电磁力和左手定则。 • 理解电磁感应现象和电磁感应定律，理解右手定则。 • 知道常用电感器的类型，熟悉常用电感器的型号，会识别电感
器的主要参数。
电工基础(第3版）
3.磁场能
线圈中储存的磁场能量与通过线圈的电流的 平方成正比，与线圈的电感成正比。
电工基础(第3版）
4.6.2 电感器
电感器用绝缘导线绕成一匝或多匝以产生一定自感量的 电子元件，常称电感线圈，简称线圈。
电感器是用绝缘导线绕制而成的电磁感应元件，也是电 子电路中常用的元器件之一。它在电路中用字母“L”表示。 电感器在电子线路中应用广泛，主要作用是对交流信号进行 隔离、滤波或与电容器、电阻器等组成谐振电路，实现振荡、 调谐、耦合、滤波、延迟、偏转等。
μ0 = 4π×10–7H/m
表4.1 常见铁磁物质的相对磁导率
电工基础(第3版）
4.2.4 磁场强度
磁场中各点的磁感应强度B 与磁导率μ 有关，计算比 较复杂。为方便计算，引入磁场强度这个新的物理量来表 示磁场的性质，用字母H 表示。磁场中某点的磁场强度等 于该点的磁感应强度与媒介质的磁导率的比值
电工基础 第3章 磁与电磁
图3.8
3．3．1自感
根据法拉第电磁感应定律，可以写出自感电动势的表达式为
ψ eL = t
将
Ψ L = LI 代入，得
Ψ L2 Ψ L 1 LI 2 LI 1 eL = = t t
即
I eL = L t
2．自感现象的应用与危害
自感现象在各种电器设备和无线电技术中有广泛的应用，日光灯的镇 流器就是利用线圈自感现象的一个例子。 自感现象的危害：在大型电动机的定子绕组中，定子绕组的自感系数很大, 而且定子绕组中流过的电流又很强，当电路被切断的瞬间，由于电流在很短 的时间内发生很大的变化，会产生很高的自感电动势，在断开处形成电弧,这 不仅会烧坏开关，甚至危及工作人员的安全。因此，切断这类电路时必须采 用特制的安全开关。
3．4 同名端的意义及其测定
2．同名端的实验测定 直流判别法： 直流判别法：依据同名端定义以及互感电动势参考方向标注原则来判定。 如图3．18所示，两个耦合线圈的绕向未知，当开关S合上的瞬间，电流从1 端流入，此时若电压表指针正偏转，说明3端电压为正极性，因此1、3端为 同名端；若电压表指针反偏，说明4端电压正极性，则1，4端为同名端。 交流判别法： 交流判别法：如图3．19所示，将两个线圈各取一个接线端联接在一起，如 图中的2和4。并在一个线圈上（图中为线圈）加一个较低的交流电压,再用 交流电压表分别测量、、各值，如果测量结果为：,则说明、绕组为反极性 串联，故1和3为同名端。如果,则1和4为同名端。
图3．2 条形磁铁的磁感线
3．1．2磁场中的基本物理量
图3．3通电直导线的磁场
图3．4通电线圈的磁场
2．磁通量 Φ 磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积A的乘积，称为通过该面积的磁φ 磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积A的乘积，称为通过该面积的磁φ。即
《电工基础》项目6电磁感应
2、用△Φ表示时间间隔△t内一个单匝线圈中的磁通变化 量，则一个单匝线圈产生的感 应电动势的大小为：
e t
如果线圈有N匝，则感应电动势的大小为：
e N t
模块小结
知识连接
任务一 学习电磁感应定律
三、直导体切割磁感线运动
在匀强磁场中放置 一段导体，其两端分别 与检流计相连，形成一 个回路，当导体做切割 磁感线运动时，检流计 指针偏转，表明回路中 有感应电流。
任务一 学习电磁感应定律
三、直导体切割磁感线运动
右手定则判断方向：平伸右手，大拇指与其余四 指垂直，让磁感线传入掌心，大拇指指向导体运 动方向，则其余四指所指的方向就是感应电动势 的方向。
1、 感应电流 、 阻碍 、相反 、 相同 。 2、 楞次 、 法拉第电磁感应、 e=N△Φ/△t 。 3、 电磁感应 、 的电流变化 、 eL 、 iL 表示. 4、 L 、 L=NΦ/I 、 H（亨利） 。 5、 匝数 和 截面积 、 媒介 . 6、 储存 、 电流 。 7、 另一个线圈 。 8、 平行 、 垂直 。 9、 一致 、的极性始终保持一致 。
任务二 理解楞次定律
一、楞次定律
如图，在线圈回路中产生感应电动势和感应 电流的原因是由于磁铁的插入和拔出导致线圈中 的磁通发生了变化。感应电流产生的磁通总是阻 碍原磁通的变化。如果把线圈看成一个电源，则 感应电流流出端为电源的正极。
任务二 理解楞次定律
一、楞次定律
现 象实 验 N极朝下插入 S极朝下插入
任务三 学习自感现象
二、自感系数
自感电动势也应正比于穿过线圈的磁通量的变化率，即： E∝△Φ／△t，而磁场的强弱又正比于电流的强弱，即 磁通量的变化正比于电流的变化。所以也可以说，自感 电动势正比于电流的变化率。即E∝△I／△t写成等式即： E=L△I／△t （1）自感系数，简称自感或电感，用字母L表示。影响 因素：形状、长短、匝数、有无铁芯。 （2）单位：亨利 符号：H 常用单位：毫亨（mH） 微亨（μH）