电磁学基础知识(专业相关)
电磁学基础知识汇总
电磁学基础知识汇总要理解电磁学必须要理解矢量标量，因为电磁学涉及到物理量中的矢量很多。
什么是“标量”和“矢量”？要学好电磁学还需要掌握“场”的思考方法。
如果能在脑海中形成印象就很容易了。
电磁学一：标量与矢量要理解电磁学必须要理解矢量标量，因为电磁学涉及到物理量中的矢量很多。
什么是“标量”和“矢量”？标量：只有大小和正负、没有方向的物理量。
比如：时间、质量、温度、功、能量等等矢量：即有大小和又有方向的物理量，又称向量。
比如：位移、速度、加速度、力等等。
但是，电磁学所涉及的物理量都是肉眼看不见的，所以很难想象。
笛卡尔坐标和矢量的成分表示真正的电磁学中，电磁场中矢量的正确计算十分有必要。
但是用箭头表示矢量的方法其实不能得出正确的计算结果。
这个时候我们应该怎么办呢？其实是可以用成分来表示矢量，再转换成代数计算。
下面来说明一下方法。
首先，画一个坐标，使x轴和y轴垂直。
这是因发明者名字命名的“笛卡尔坐标”，最基本的坐标系(除此之外，还有“极坐标”和“圆柱坐标”等，是根据我们考虑的问题的对称性进行区分的。
这类的单位矢量的计算太复杂，所以我们现在集中来看笛卡尔坐标）。
接下来，画出一个朝着坐标轴方向的单位矢量。
像这样，二元平面中的任何矢量都可以用含有和的单位矢量和标量的组合来表示：如果想表示三维空间，可以使用Z轴方向的单位矢量。
矢量的加减法矢量的乘积内积：计算结果为标量，所以也叫“数量积”，又因为用表示,也被叫做“点积”、“标积”。
比如：矢量和矢量的内积是指：的值与的值乘以和的夹角θ的余弦值。
由上可以看出相：相互垂直的两个矢量的内积为0。
外积：计算结果为矢量，所以也叫“矢量积”，又因为用表示，也被叫做“叉乘”。
比如：矢量和矢量的外积是矢量。
的大小：的值与的值乘以和的夹角θ的正弦值，即为。
的方向：含有矢量和矢量的面中的法线，为由到的右螺旋方向。
外积的结果是和的垂直方向，所以二元空间中没有外积。
“右螺旋方向”指：用右手沿着矢量到矢量的方向握住后，大拇指所指的方向。
电磁学—电磁的基本知识(电工电子课件)
常数所以上述公式只能用来定性分析，不的基本概念 2.掌握变压器结构和工作原理 3.了解汽车继电器的典型应用 能力目标 1.能够进行磁路分析 2.能够分辨直流电磁铁、交流电磁铁
历史人物
法拉第——电学之父
迈克尔·法拉第(Michael Faraday,1791—1867年) 是19世紀电磁学领域中最伟大的实验物理电家。由 于家境贫苦，他只在7岁到9岁读过两年小学。法拉 第的贡献之一是提出了场的概念。他反对超距作用 的说法，设想带电体、磁体周围空间存在一种物质， 起到传递电、磁力的作用，他把这种物资称为电场、 磁场．1852年，他引入了电力线(即电场线)、磁力 线(即磁感线)的概念，并用铁粉显示了磁棒周围的 磁力线形状。场的概念和力线的模型，对当时的传 统观念是一个重大的突破。为了纪念他，用他的名 字命名电容的单位——法拉。
磁感应强度的数学式为
2）磁通 在均匀磁场中，磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积S的
乘积，称为通过该截面的磁通Ф ，又称为磁通密度。
或
磁通的单位是韦伯，简称韦，用字母Wb表示。
3）磁导率μ 磁导率μ是用来表征物质导磁能力的物理量，它的单位是H/m
（亨/米）。实验测出，真空（或空气）的磁导率是一个常数，为
磁路和电路具有相似之处,电路中的电 动势是形成电流的原因,磁路中的磁动 势是产生磁通的原因
磁动势：
Fm=NI
式中Fm——磁动式，安培（A） N——线圈匝数 I——通过线圈的电流。
电路中有电阻,磁路中亦有磁阻。它是磁通通过磁路时受Rm的阻碍 作用,磁阻Rm的大小与磁路的长度L成正比,与磁路的横截面积S成反 比,并与组成磁路材料的磁导率有关。 磁通和磁动式磁阻之间的关系为：
电磁学基础知识
电磁学基础知识电场一、场强E （矢量，与q 无关）1．定义：E ＝ 单位：N/C 或V/m方向：与＋q 所受电场力方向 电场线表示E 的大小和方向 2．点电荷电场：E ＝静电力恒量 k ＝ Nm 2/C 2匀强电场：E ＝ d 为两点在电场线方向上的距离 3．E 的叠加——平行四边形定则4．电场力（与q 有关） F ＝库仑定律：F ＝ （适用条件：真空、点电荷） 5．电荷守恒定律（注意：两个相同带电小球接触后，q 相等） 二、电势φ（标量，与q 无关）1．定义：φA ＝ ＝ ＝ 单位：V说明：φ＝单位正电荷由某点移到φ＝0处的W ⑴沿电场线，电势降低 ⑵等势面⊥电场线；等势面的疏密反映E 的强弱 2．电势叠加——代数和 3．电势差：U AB ＝ ＝ 4．电场力做功：W AB ＝ 与路径无关5．电势能的变化：Δε＝W 电场力做正功，电势能 ；电场力做负功，电势能需要解决的问题：①如何判电势的高低以及正负（由电场线判断） ②如何判电场力做功的正负（由F 、v 方向判）③如何判电势能的变化（由W 的正负判） 三、电场中的导体 1．静电平衡：远端同号，近端异号2．静电平衡特点 ⑴E 内＝0；⑵E 表面⊥表面；⑶等势体（内部及表面电势相等）；⑷净电荷分布在外表面 四、电容器1．定义：C ＝ （C 与Q 、U 无关） 单位：1 F ＝106 μF ＝1012 pF 2．平行板电容器： C ＝3．两类问题：①充电后与电源断开， 不变；②始终与电源相连， 不变 五、带电粒子在电场中的运动 1．加速：qU ＝2．偏转：v ⊥E 时，做类平抛运动位移：L ＝ ； y ＝ ＝ ＝速度：v y ＝ ＝ ； v ＝ ； tan θ＝ 六、实验：描绘等势线1．器材： 2．纸顺序：从上向下恒定电流一、概念及规律1．电流：⑴产生条件：①有自由电荷；②有电压⑵定义：I＝微观：I＝2．电阻定律：R＝说明：金属的电阻率随温度升高而半导体的电阻率随温度升高而3．欧姆定律⑴部分电路：I＝闭合电路：I＝（或：E＝＝＝＝⑵路端电压（电源输出电压、电源两极间电压、外电路总电压等）①U＝＝断路：I＝0，U＝E短路：EIr=短，U＝0内阻为零：r＝0，U＝E（恒压）②U随R增大而4．⑴电功：W＝电功率：P＝⑵电热：Q＝＝电热功率：P热＝＝⑶注意：①纯电阻电路中，W＝Q，即：IE＝②非纯电阻电路中，W＞Q，即：IE＝；而IU＝二、电路1．串联电路：I＝U＝R＝2．并联电路：I＝U＝1R＝（两电阻并联：R＝）3．电表改装：⑴电压表＝G 联电阻R＝⑵电流表＝G 联电阻4．电源的最大输出功率：当Rr时，P最大，P m＝三、本章实验1．伏安法测电阻：⑴测小电阻时，用电流表接，R测＝＝；R测R x⑵测大电阻时，用电流表接，R测＝＝；R测R x1 R =线性元件的伏安特性曲线电源的U－I图象电源输出功率与外电阻的关系x 电流表外接x 电流表内接2．描绘小灯泡的伏安特性曲线⑴在方框1内画出实验电路原理图⑵注意：应采用电流表 接法， 电路 ⑶小灯泡的伏安特性曲线是 线 3．测定金属的电阻率⑴用 测金属丝的直径d ；用 测金属丝的长度L ⑵在方框2内画出实验电路原理图注意：应采用电流表 接法，分压电路或限流电路均可 ⑶金属丝的电阻率ρ＝ 4．把电流表改装为电压表⑴在方框3内画出测电流表内阻的实验电路原理图 简要实验步骤：①闭合S 1，调 ，使电流表满偏 ②闭合S 2，调 ，使电流表半偏 ③当R 比R /大很多时，有R g R /⑵计算改装成量程为U 的电压表所需的电阻R ＝ ， 并从电阻箱上调出所需的电阻值，然后将电阻箱与电流表 G 联⑶在方框4内画出核对电压表的实验电路原理图 ①注意：应采用 电路②满刻度时的百分误差的计算式是；百分误差＝ 5．测定电源的电动势和内电阻⑴在方框5内画出实验电路原理图⑵改变R 的阻值，测出两组I 、U 数值，由闭合电路欧姆定律得： E ＝ ；E ＝ ；联立可求得E 、r⑶多测几组I 、U 数值，作U －I 图象由图象可得：直线与U 轴交点＝ ；r ＝ ＝ ＝ 6．练习使用示波器7．用多用电表探索黑箱内的电学元件（掌握多用电表的读数）磁场一、磁感应强度B ：单位：T1．方向：小磁针静止时 极的指向；小磁针 极的受力方向或磁感线上的 方向 2．磁感线表示磁感应强度的大小和方向，是 曲线 3．电流的磁场（ 定则判定）直线电流的磁场 环形电流的磁场 通电螺线管的磁场二、磁场力（ 定则判定）1．安培力（磁场对电流的作用力）⑴大小：I ⊥B 时，F ＝ I ∥B 时，F ＝ ⑵同向电流相互 ，反向电流相互× ×× × × × ···· · ·方框22．洛仑兹力（磁场对运动电荷的作用力）⑴大小：v⊥B时，F＝v∥B时，F＝⑵F洛不做功三、带电粒子在匀强磁场中运动1．仅受F洛，v⊥B时，作匀速圆周运动，有：①轨道半径：R＝②运动周期：T＝＝（T与v无关）③运动时间：t＝＝＝⑴如何找圆心？求半径R2．电场、磁场知识的综合应用⑴速度选择器（图1）原理：粒子作匀速直线运动时，有：⑵磁流体发电（电磁流量计、霍尔效应）图2等离子体通过时，＋q向上偏，－q向下偏，稳定时有：⑶质谱仪（图3）经加速电场：；经速度选择器：经偏转磁场：；解得：q/m＝⑷回旋加速器（图4）最大动能：E km＝＝交流电频率：f电＝f粒＝加速次数：n＝加速时间：t＝××××××××v＋q－q×××2图1 图2图3 图4电磁学基础知识 参考答案电场一、1．F E q =；相同 2．2Q E k r =；9×109；UE d = 4．F ＝qE ；122q q F k r= 二、1．AO AA AO W U qq εϕ=== 3．AB AB A B WU qϕϕ==- 4．W AB ＝qU AB 5．Δε＝W ；减小；增加四、1．Q C U =2．4πS C kd ε= 3．电荷量；电势差 五、1．212qU m =v2．0L t =v 222111222qE qU y at t t m md==⋅=⋅y at ==v=v 0tan y θ=v v六、1．木板、白纸、复写纸、导电纸、灵敏电流计、探针、尺子、圆柱形电极两个、直流电源（6 V ）、导线若干、图钉 2．导电纸、复写纸、白纸恒定电流一、1．⑵q I t =；I ＝nqS v 2．LR S ρ=；升高；降低 3．⑴U I R =；E I R r =+；或：()r UE U U U Ir I R r U r R=+=+=+=+⑵①U ＝E －Ir ＝IR ②增大4．⑴W ＝IUt ；P ＝IU ； ⑵22U Q I Rt t R ==；22U P I R R==热 ⑶①2()IE I R r =+；②2IE IU I r =+；2IU P I R =+机机 二、1．I ＝I 1＝I 2＝I 3；U ＝U 1＋U 2＋U 3；R ＝R 1＋R 2＋R 32．I ＝I 1＋I 2＋I 3；U ＝U 1＝U 2＝U 3；1231111R R R R =++ （1212R R R R R =+） 3．⑴串；大；g g UR R I =- ⑵并；小；g g gI R R I I =- 4．＝；24m E P r=三、1．⑴外；V V R R U R I R R ⋅==+测；＜ ⑵内；A U R R R I==+测；＞ 2．⑴如图1 ⑵外；分压 ⑶曲3．⑴螺旋测微器；刻度尺 ⑵如图2；外 ⑶2π4Ud ILρ=4．⑴如图3；①R ；②R /；③＝ ⑵g gUR R I =-；串 ⑶如图4；①分压；②改装表示数－标准表示数百分误差＝％改装表示数5．⑴如图5；⑵E ＝U 1＋I 1r ；E ＝U 2＋I 2r ； ⑶电动势；tan E U r I Iθ∆===∆短 磁场一、1．北（或N ）；北；切线 2．闭合 3．安培二、左手 1．⑴F ＝BIL ；0 ⑵吸引；排斥 2．⑴F ＝qB v ；0三、1．2qB m R=v v ；①m R qB =v ；②2π2πR m T qB ==v ；③2πR mt T qB θθθ===v2．⑴qB v ＝qE ⑵UqqB d=v ⑶2112qU m =v ；21U q qB d=v ；22qB m R =v v ；212U q m B B Rd =⑷2222122kmm q B R E m m ==v ；2πqB f f m ==电粒；km E n qU =；2T t n =图1图2图3图4图5。
电磁学知识点
电磁学知识点引言：电磁学是物理学领域中的一个重要分支，研究电荷和电流所产生的电场与磁场及它们之间的相互作用。
本文将重点介绍电磁学的基础知识点，包括库仑定律、安培定律、麦克斯韦方程组以及电磁波等内容，以帮助读者更好地理解电磁学的基本原理和应用。
一、库仑定律库仑定律是电磁学的基础之一，描述了两个电荷之间的相互作用力。
根据库仑定律，两个电荷之间的力与它们的电荷量成正比，与它们之间的距离的平方成反比。
这一定律可以用以下公式表示：F = k * |q1 * q2| / r^2其中F是两个电荷之间的作用力，q1和q2分别是这两个电荷的电荷量，r是它们之间的距离，k是一个常数，被称为库仑常数。
二、安培定律安培定律是描述电流所产生的磁场的原理。
根据安培定律，通过一段导线的电流所产生的磁场的大小与电流的大小成正比，与导线到磁场点的距离成反比，磁场的方向则由右手螺旋定则确定。
安培定律可以用以下公式表示：B = (μ0 / 4π) * (I / r)其中B是磁场的大小，μ0是真空中的磁导率，约等于4π x 10^-7 T·m/A，I是电流的大小，r是观察点到电流所在导线的距离。
三、麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组是电磁学的基本方程组，总结了电磁学的基本定律和规律。
麦克斯韦方程组包括四个方程，分别描述了电荷和电流的电场和磁场之间的关系，以及它们的传播规律。
这些方程是：1. 麦克斯韦第一方程（电场高斯定律）：∇·E = ρ / ε02. 麦克斯韦第二方程（磁场高斯定律）：∇·B = 03. 麦克斯韦第三方程（法拉第电磁感应定律）：∇×E = -∂B/∂t4. 麦克斯韦第四方程（安培环路定律）：∇×B = μ0 * J + μ0ε0 *∂E/∂t其中E是电场，B是磁场，ρ是电荷密度，ε0是真空中的介电常数，J是电流密度。
四、电磁波电磁波是由电场和磁场相互作用而形成的一种传播现象。
大一电磁学知识点第一章
大一电磁学知识点第一章第一章电磁学基础知识电磁学是物理学的一个分支，研究电荷与电流所产生的电场和磁场现象以及它们之间的相互作用。
在大一的学习中，我们首先需要了解一些电磁学的基础知识。
本文将为大家介绍第一章中的几个关键知识点。
一、电荷与电场电荷是物质所具有的基本属性之一，分为正电荷和负电荷。
同性电荷相互排斥，异性电荷相互吸引。
电场是电荷周围的一种物理场，具有方向和强度的特点。
我们可以通过电场线来描述电场的性质，电场线由正电荷沿着电场方向指向负电荷。
二、库仑定律库仑定律是描述静电相互作用力的数学关系，它表明两个点电荷之间的力与它们之间的距离成反比，与它们之间的电荷量平方成正比。
库仑定律的公式为：F = k * (|q1| * |q2|) / r^2其中，F代表两个电荷之间的力，k是比例常数，q1和q2分别代表两个电荷的电荷量，r是两个电荷之间的距离。
三、电场强度电场强度是电场对单位正电荷的作用力大小，用E表示。
在电场中，可以通过电场强度来计算电荷所受的力。
电场强度的计算公式为：E =F / q其中，E表示电场强度，F表示电荷所受的力，q表示电荷量。
四、高斯定理高斯定理是描述电场的一个重要定律，它通过电场线的通量来描述电荷的分布情况。
高斯定理的公式为：∮E·dA = Q / ε0其中，∮E·dA表示电场线在闭合曲面上的通量，Q表示闭合曲面内的电荷量，ε0是真空介电常数。
五、电势差在电磁学中，电势差是描述电场能量转化的一个重要概念。
电势差是指电场中从一点移到另一点所需的功，单位为伏特（V）。
电势差的计算公式为：ΔV = W / q其中，ΔV表示电势差，W表示电场对电荷所做的功，q表示电荷量。
六、电容和电容器电容是描述电路元件存储电荷能力的物理量，单位为法拉（F）。
电容器是一种用于存储电荷的装置，由两个导体之间的绝缘介质隔开。
电容的计算公式为：C = Q / ΔV其中，C表示电容，Q表示存储的电荷量，ΔV表示电势差。
电磁基本知识
电磁基本知识一、电流的磁场1.磁的性质人们把具有吸引铁、镍、钴等物质的性质称为磁性。
具有磁性的物体叫作磁体。
磁铁具有N极和S极，称为磁极。
磁极附近区域的磁性最强。
如图1-7所示，用细条线把条形磁铁悬挂起来进行实验，可知同性磁极互相排斥，异性磁极互相吸引。
2.磁场和磁力线磁体周围存在的磁力作用的空间称为磁场。
互不接触的磁体之间具有的相互作用力，就是通过磁场这一特殊物质进行传递的。
图1-7 磁铁的同性相斥，异性相吸磁场是用磁力线进行形象描述的，在磁体外部，磁力线由N极指向S极；在磁体内部，磁力线由S极指向N极。
这样磁力线在磁体内外形成一条闭合曲线，在曲线上任何一点切线方向就是磁针在磁力作用下N极所指的方向。
磁力线可以用实验方法显示出来。
如果在条形磁铁上放一块玻璃或纸板，当撒上一些铁屑并轻敲时，铁屑便会有规则地排列成图1-8所示的线条形状。
同时还可以看出，在磁极附近磁力线最密，表示磁场最强；磁体中间磁力线较稀，则磁场较弱。
因此，我们可以用磁力线根数的多少和疏密程图1-8 磁力线度来描绘磁场的强弱。
电流产生磁场电流周围存在着磁场，产生磁场的根本原因是电流。
磁场总是伴随着电流而存在，而电流则永远被磁场所包围。
我们把电流产生磁场的现象称为电流的磁效应。
通电导线（或线圈）周围磁场（磁力线）的方向，可用安培定则（右手螺旋定则）来判断。
（1）通有电流的直导线，其周围的磁场可以用同心圆环的磁力线来表示。
电流愈大，线圆环愈密，磁场愈强。
磁场的方向可用右手螺旋定则来描述：用右手握直导线，大姆指伸直，指向电流的方向，则其余四指弯曲所指方向即为磁场的方向。
如图1-9所示。
图1-9 通电直导线周围的磁场方向（右手螺旋定则之一）单根通电导线通过电流时产生磁场的方向也可以用图1-10的平面图来表示。
图中1-10中 表示电流的方向对准拇指内，⊙表示电流的方向从拇指内指向读者。
导线周围的磁力线呈圆环状，其方向如箭头所示。
如电流方向改变，则磁场方向也改变。
电磁学的基础知识
电磁学的基础知识电磁学是物理学中的一个重要分支，研究电荷和电磁场之间的相互作用。
从静电学到电动力学，从麦克斯韦方程组到电磁辐射，掌握电磁学的基础知识对于理解电磁现象和应用电磁技术具有关键意义。
一、电荷和电场在电磁学中，最基本的概念是电荷和电场。
电荷是物质的基本属性，可以分为正电荷和负电荷。
正负电荷之间相互吸引，同类电荷之间相互排斥。
电场则是电荷周围所产生的力场，负责传递相互作用力。
二、库仑定律库仑定律描述了电荷之间的相互作用力。
根据库仑定律，电荷对之间的相互作用力与电荷之间的距离成正比，与电荷的大小成正比。
三、电场强度电场强度是电场中单位正电荷所受的力，用E表示。
对于点电荷，电场强度的大小与距离的平方成反比。
由于电荷的性质，电场是以向外的径向方向存在。
四、电势差和电位电势差是指电场中两点之间的电势能差，用V表示。
单位正电荷从一个点移动到另一个点时所做的功，就是电势差。
电势差与电场强度的积成正比。
五、电场线电场线是描述电场空间分布的图形。
电场线以电场强度方向为切线，线的密度表示电场强度的大小。
电场线从正电荷出发，进入负电荷或者无穷远。
六、电荷分布电荷分布可以分为均匀分布和非均匀分布。
对于均匀分布的电荷，可以通过积分来求解电场。
对于非均匀分布的电荷，则需要运用高斯定律或者数值计算来求解。
七、电场能量电场能量是指电荷在电场中所具有的能量。
电场能量与电荷的大小和电势差的平方成正比。
八、电场的叠加原理在多个电荷存在的情况下，各电荷所产生的电场可以叠加。
即总电场等于各电荷所产生的电场之和。
九、电流和电阻电流是指电荷在单位时间内通过导体的数量，用I表示。
电流的方向被约定为正电荷从正极流向负极。
电阻则是导体对电流的阻碍程度。
根据欧姆定律，电流与电压成正比，与电阻成反比。
十、电阻与电导率电阻与电导率成反比，电导率是导体的属性。
电导率越大，电阻越小。
常见的导体包括金属和电解质。
十一、麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组是描述电磁场的基本方程。
电磁知识点归纳总结图解
电磁知识点归纳总结图解电磁学是物理学的一个重要分支，研究电荷和电流在空间中的相互作用以及由此产生的电磁力和电磁场。
它是自然界中最重要的力之一，广泛应用于现代科技和工程领域。
电磁学的基本知识点包括电场、磁场、电磁感应、电磁波、电磁辐射等。
本文将对这些知识点进行归纳总结，并附上图解，以便读者更好地理解和掌握电磁学的基本概念。
一、电场电场是指由电荷所产生的力场。
在电场中，电荷会受到电场力的作用，电场力的大小和方向取决于电荷的大小和所处位置的电场强度。
电场强度的大小与电荷量成正比，与距离的平方成反比，可用矢量表示。
电场强度的方向与电荷的正负有关，正电荷产生的电场是由正电荷指向外向外，由负电荷指向负电荷。
图1为电场强度的示意图。
二、磁场磁场是由电流产生的力场。
在磁场中，电流会受到磁场力的作用，磁场力的大小和方向取决于电流的大小和所处位置的磁场强度。
磁场强度的大小与电流强度成正比，与距离的平方成反比，可用矢量表示。
磁场强度的方向随着电流方向和空间位置变化而变化。
图2为磁场强度的示意图。
三、电磁感应电磁感应是指磁场中的电流或变化的磁场产生的电动势和感生电流。
根据法拉第电磁感应定律和楞次定律，当导体穿过磁场时，会在导体两端产生感生电动势，从而产生感生电流。
电磁感应现象是电磁学中的重要现象，广泛应用于发电、变压器等领域。
图3为电磁感应的示意图。
四、电磁波电磁波是由振动的电场和磁场相互作用产生的波动现象。
根据麦克斯韦方程组，电场和磁场之间有一定的关系，它们可以相互转换并传播。
电磁波包括电磁谱中的各种波长范围，如无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线。
电磁波在空间中的传播速度为光速，是一种横波。
图4为电磁波的示意图。
五、电磁辐射电磁辐射是指由运动的电荷所产生的电磁波。
根据麦克斯韦方程组，加速运动的电荷会产生电场和磁场的振荡，从而产生电磁波辐射。
电磁辐射包括可见光、紫外线、X射线和γ射线等，它们具有不同的波长和能量。
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严选课件
14
3.2.2 磁饱和性
严选课件
5
材料分类： 非磁性材料
磁导率与真空磁导率近似相等，即 r ≈ 1 。如空气、
木材、纸、铝等。
铁磁性材料
磁导率远远大于真空磁导率，即 r >> 1 ，可达到
几百到上万。材料如铁、钴、镍及其合金等。 所以电器设备如变压器、电机都将绕组套装在铁磁 性材料制成的铁心上。 注意
铁磁性物质的磁导率µ是个变量，它随磁场的强弱而变化。
法拉第电磁感应定律和楞次定律分别从大小和方向两方面阐 述了感应电动势与磁通的关系。
严选课件
9
为了便于分析、表达感应电动势，通常设定感应电动势与磁通的参
考方向符合右螺旋关系，则电磁感应定律可用下式表达：对于一匝
线圈由电磁感应所产生的感应电动势为:
Φ e(t)
e N d d (N) d
dt
dt
dt
磁性材料的磁导率通常都很高，即 r 1 (如坡 莫合金，其 r 可达 2105 ) 。
磁性材料能被强烈的磁化，具有很高的导磁性
能。
磁性物质的高导磁性被广泛地应用于电工设备
中，如电机、变压器及各种铁磁元件的线圈中都 放有铁心。在这种具有铁心的线圈中通入不太大 的励磁电流，便可以产生较大的磁通和磁感应强 度。
第三章 电磁学基础
3.1 磁场与电磁感应
3.2 铁磁性材料 3.3 磁路基本定律 3.4 含有铁心线圈交流电路 3.5 变压器 3.6 点火线圈与汽车传统点火系统的工作过程
严选课件
1
第三章 电磁学基础
本章要求：
1）了解磁场的四个基本物理量和电磁感应概
念。
2）了解铁磁性材料特性及其应用。
3）理解磁路欧姆定律和磁路的基尔霍夫定律。
严选课件
6
7.1.3 磁场强度
磁场强度H ：介质中某点的磁感应强度 B 与介质
磁导率 之比。 H B
磁场强度H的单位 ：安培/米（A/m)
磁场强度的大小取决于电流的大小、载流导体的形状及几 何位置，而与磁介质无关。
H和B同为矢量。H的方向就是该点B的方向。在后面学到 的磁路问题中，常常用到磁场强度这个物理量。
单位: 特斯拉(T)，1T = 1Wb/m2
均匀磁场: 各点磁感应强度大小相等，方向
相同的磁场，也称匀强磁场。
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2、 磁通
磁通 ：穿过垂直于B方向的面积S中的磁力线总数。 在均匀磁场中 = B S 或 B= /S
说明: 如果不是均匀磁场，则取B的平均值。
磁感应强度B在数值上可以看成为与磁场方向垂直 的单位面积所通过的磁通,故又称磁通密度。
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当自感系数L为一个常数，即不随磁链ψ与电流I的改变而改变，这种电感元件 称为线性电感元件，否则即为非线性电感元件。
非线
对于铁心线圈来说，电感L不为常数。
性电
感
若为线性电感元件
eL
d
dt
d(Li) dt
L di dt
（2）
注
式（1）与式（2）是电动势的两种表达式，
意
一般当电感L为常数时，多采用式（2）。 而分析非线性电感时，由于L可变，一般采用式（1）。
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3.1.4 安培环路定律（全电流定律）
Hdl I
I1 H
式中： H d l 是磁场强度矢量沿任意闭合
I2
线(常取磁通作为闭合回线)的线积分；
I 是穿过闭合回线所围面积的电流的代数和。
安培环路定律电流正负的规定：
任意选定一个闭合回线的围绕方向，凡是
电流方向与闭合回线围绕l = IN 或 H IN l
安培环路定律将电严选流课件与磁场强度联系起来。8
3.1.2 电磁感应
1、电磁感应定律
法拉第电磁感应定律：
在1831年英国科学家法拉第发现：，变化的磁场能使闭合的回路产生感应 电动势和感应电流。感应电动势的大小正比于回路内磁通对电流的变化率。
楞次定律：
式中，磁通的单位为Wb；时间的单位为S；电动势的单位为V。 若线圈匝数为N匝，每匝线圈内穿过的磁通为φ，则与此线圈相交
链的总磁通称为磁链，用ψ表示,即
（１）
此时线圈的感应电动势为
式（１）不仅表明了感应电动势的大小，而且可以表明其方向。
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2、自感L
当闭合线圈通电流，就会产生磁场，那么当电流交变，就会 使磁场交变，从而在线圈自身产生感应电动势，这种现象称为 自感现象，这种电动势称为自感电动势eL。
4）了解变压器的基本结构，掌握变压器的基
本工作原理。
5）了解点火线圈与汽车传统点火系统的工作
过程。
6）了解电磁铁的工作特性。
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3.1 磁场与电磁感应 3.1.1 电磁学的基本物理量
1、磁感应强度B
表示磁场内某点磁场强弱和方向的物理量。
方向: 与电流的方向之间符合右手螺旋定则。
大小:
B F lI
电流通过线圈时产生的磁链ψ与电流i在大小上成正比，为了 便于分析、计算，引入一个参数L，称为线圈的自感系数，即
e d N Li
dt
式中，ψ为磁链；L为自感系数，简称为电感或自感。通 常选择磁链ψ与电流 i在方向上满足右手螺旋定则。
假设线圈中的电阻等于零（由无电阻的导线绕制而成），那么这 个线圈就称之为电感元件，显然它是一个理想元件。
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3、电感元件上电压与电流的关系
习惯上选择电感元件上的电流、电压、自感
电动势三者参考方向一致，则
电感的欧姆 定律
u e L di dt
注意
在直流电路中，由于电流变化率为零，所以电 感电压等于零，电感元件相当于短路。
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3.2铁磁性材料
磁性材料主要指铁、镍、钴及其合金等。
3.2.1 高导磁性
1833年，楞次对法拉第电磁感应定律进行补充：闭合回路中感应 电流的方向，总是使它所产生的磁场阻碍引起感应电流的原磁通的变 化。这就是楞次定律。
具体地说，如果回路由于磁通增加而引起的电磁感应，则感应电流的磁场与原 来的磁场反向；如果回路由于磁通减少引起电磁感应，则感应电流的磁场与原 来的磁场相同。简要地说，感应电流总是阻碍原磁通的变化。
磁通 的单位:韦[伯](Wb) 1Wb =1V·s
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3、磁导率μ 磁导率μ来表示物质的导磁性能。μ的单位是H/m(亨/米）。
真空的磁导率为常数，用 0表示，有：
0 4π 107 H/m
相对磁导率 r： 任一种物质的磁导率 和真空的磁导率0的比值。
r
0
注意
不同的介质，磁导率µ也不同。磁导率值大的材料，导磁性能好。