磁场及其基本物理量
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1.2_电磁学基本知识解析
磁位差
公式:
总磁动
Ni H k lk H1l1 H 2l2 H
k 1
3
常用物理量和定律
3、均匀磁路的欧姆定律 磁通量Φ 等于磁通密度乘以面积:
BA
磁场强度等于磁通密度除以磁导率: H B 于是 Hl Ni 可写为：
电磁学基本知识
• 常用的物理量和定律 • 常用的铁磁材料及其特性
法拉第
M.法拉第(1791~1869)伟大的物理学家、化学家、19世纪最伟大的实 验大师。右图为法拉第用过的螺绕环
电磁学基本知识
导言：
• 100多年前，人们从电磁现象出发，总
结出系统的电磁理论。一个最直接的产品
就是电机。电磁理论是研究电场、磁场、
常用物理量和定律
补充B和H的区别: •磁场强度和磁感应强度均为表征磁场性质（即磁场 强弱和方向）的两个物理量。
•由于磁场是电流或者说运动电荷引起的，而磁介质
（除超导体以外不存在磁绝缘的概念，故一切物质均 为磁介质）在磁场中发生的磁化对源磁场也有影响 （场的迭加原理）。 •因此，磁场的强弱可以有两种表示方法。
常用物理量和定律
磁力线
(1)磁感应线的回转方向和电流方向之间的关系遵守右手螺旋法则. (2)磁场中的磁感应线不相交，每点的磁感应强度的方向确定唯一. (3)载流导线周围的磁感应线都是围绕电流的闭合曲线.
常用物理量和定律
2. 磁通量Φ （磁通） 垂直通过磁场中某一面积的磁力线数称为通过该面
积的磁通量(磁通)，符号、单位Wb (韦伯).
常用物理量和定律
主磁路：主磁通所通过的路径。 漏磁路：漏磁通所通过的路径。 励磁线圈：用以激励磁路中磁通的载流线圈。
励磁电流：励磁线圈中的电流。
常用基本电磁定律
磁通量F
垂直穿过某截面积的磁力线总和。单位：Wb
F SΒ dA
对于均匀磁场，若B与S垂直，则 F BA
磁场强度H
计算磁场时引用的物理量(实际也在存在的)。单位：A/m B=μH
μ:导磁材料的磁导率。
注意:B的大小与磁场环境有关,H的大小与磁场内在因素有关.
3
电磁学的基本定律
1.3.2 法拉第电磁感应定律—— 磁生电
14
1.4.2 软磁材料与硬磁材料
1、软磁材料——磁滞回线较窄。 硅钢片、铸铁、铸钢、铁氧体等。 用于制作电器设备的铁心。
2、硬磁材料——磁滞回线较宽。 铷铁硼、铁钴钐。 用于制作永久磁铁。
B H(i)
B H(i)
15
1.4.3 铁心损耗
铁耗
磁滞损耗 ：由磁畴相互摩擦发热造成
Ñ ph fV HdB Ch fBmnV
11
二、磁化曲线和磁滞回线
1、起始磁化曲线
Φ i
物体从无磁性开始，磁
场强度H(i)由零逐渐增
加时，磁通密度B将随 B μ= B/H
பைடு நூலகம்
之增加。用B=f (H)描述
c
的曲线就称为起始磁化
b
曲线。
a
O
磁饱和现象
d B=f (H)
导磁性能的 非线性现象
H∝i
12
2、磁滞回线
Φ
磁滞回线——当H在Hm和－ Hm i 之间反复变化时，呈现磁滞现
第1章 磁路 本章内容
磁路的基本知识 电磁学基本定律 常用磁性材料及其特性
1
第一节 磁路的基本定律
一、磁场的几个常用物理量
1.磁感应强度(磁密) B
•表征磁场强弱及方向的物理量。单位：特斯拉T(Wb/m2)
垂直穿过某截面积的磁力线总和。单位：Wb
F SΒ dA
对于均匀磁场，若B与S垂直，则 F BA
磁场强度H
计算磁场时引用的物理量(实际也在存在的)。单位：A/m B=μH
μ:导磁材料的磁导率。
注意:B的大小与磁场环境有关,H的大小与磁场内在因素有关.
3
电磁学的基本定律
1.3.2 法拉第电磁感应定律—— 磁生电
14
1.4.2 软磁材料与硬磁材料
1、软磁材料——磁滞回线较窄。 硅钢片、铸铁、铸钢、铁氧体等。 用于制作电器设备的铁心。
2、硬磁材料——磁滞回线较宽。 铷铁硼、铁钴钐。 用于制作永久磁铁。
B H(i)
B H(i)
15
1.4.3 铁心损耗
铁耗
磁滞损耗 ：由磁畴相互摩擦发热造成
Ñ ph fV HdB Ch fBmnV
11
二、磁化曲线和磁滞回线
1、起始磁化曲线
Φ i
物体从无磁性开始，磁
场强度H(i)由零逐渐增
加时，磁通密度B将随 B μ= B/H
பைடு நூலகம்
之增加。用B=f (H)描述
c
的曲线就称为起始磁化
b
曲线。
a
O
磁饱和现象
d B=f (H)
导磁性能的 非线性现象
H∝i
12
2、磁滞回线
Φ
磁滞回线——当H在Hm和－ Hm i 之间反复变化时，呈现磁滞现
第1章 磁路 本章内容
磁路的基本知识 电磁学基本定律 常用磁性材料及其特性
1
第一节 磁路的基本定律
一、磁场的几个常用物理量
1.磁感应强度(磁密) B
•表征磁场强弱及方向的物理量。单位：特斯拉T(Wb/m2)
磁学
Hm 1500 / m 15A / cm A
励磁电流
ξ 1.4 1.3 1.2 1.1 0 1.0 1.线,得ξ=1.25 I 0.99 IM m 0.56A 2 2 1.25 查比磁损耗数据表得 pFe 0 4.93W / kg
I2
N2 H2 l2 I1 N1 H1 l1
H'3
左边回路
H1l1 H2l2 N1I1 N2 I 2
H4
l4 H"3 l3"
可得
磁通势 有
HI NI
F NI
单位:A
U
M
F
磁路定律 (2)
磁路基尔霍夫第二定律内容: 在磁路任一闭合回路中,各段磁位差的代数和等于各磁通势的代数和。
第九章：磁路和铁心线圈电路
在发电厂与电力系统中,广泛的应用着变压器、各种旋转电 机及其它含有铁心线圈的电气设备，它们不仅存在电路问题,同 时还存在磁路问题。只有同时掌握了电路和磁路的基本理论,才 能对各种电工设备作全面分析。 本章主要内容： 磁场的主要物理量和基本性质 铁磁物质的磁化曲线 磁路和磁路定律 恒定磁通磁路的计算 交流铁心线圈中的波形畸变和功率损耗 交流铁心线圈的电路模型
30
数KFe=0.92,衔铁材料为铸钢。要使电 磁铁空气隙中的磁通为3×10 Wb。 求：⑴所需磁通势；⑵若线圈匝数 N=1000匝，求线圈的励磁电流。
-3
8
解：⑴ 将磁路分成铁心、衔铁、气隙三段。 ⑵ 求各段长度和截面积 l1=（30-6.5)+2(30-3.25)=77cm l2=30-6.5+4×2=31.5cm 2l0=0.1×2=0.2cm A1=6.5×5×0.92=30cm2 A2=8×5=40cm2 A3=ab+(a+b)l0 =5×6.5+(5+6.5) ×0.1=33.65cm2
磁场的基本物理量
0 , r 1
当磁场媒质是非磁性材料时，有：
B 0 H
即 B与 H成正比，呈线性关系。 由于 B
B（）
Φ
S
,
可见： 磁通与产生此磁通的电流 I 成正比，呈线性 关系。
NI H l
O
H （ I）
2、磁性物质 磁性物质内部形成许多小区域，其分子间存在 的一种特殊的作用力使每一区域内的分子磁场排列 整齐，显示磁性，称这些小区域为磁畴。 在没有外磁场作用的普通磁性物质中，各个磁畴 排列杂乱无章，磁场互相抵消，整体对外不显磁性。
磁通的单位： 国际单位制：韦[伯](Wb) 电磁制单位：麦克斯韦(Mx)
[Wb]=伏秒 1Wb=108 Mx
三、磁场强度
磁场强度H ： 计算磁场时所引用的一个物理量。 单位：国际单位制:安每米（A/m) 电磁制单位:奥斯特（Oe） 1 A/m=410-8 Oe 磁场强度方向与产生磁场的电流方向之 I 间符合右手螺旋定则。 H 借助磁场强度建立了磁场与产生该 磁场的电流之间的关系。 即 安培环路定律（或称全电流定律）。
磁场的基本物理量
磁场的基本物理量主要包括：磁感应强度、磁通、 磁场强度、磁导率等。
一、磁感应强度
磁感应强度：表示磁场内某点磁场强弱和方向的物理量， 磁感应强度是矢量，用 B 表示。 I 磁感应强度的方向: B 电流产生的磁场，B 的方向用右手螺旋定则确定； 永久磁铁磁场，在磁铁外部，B 的方向由N极到S极。 磁感应强度的大小: 用该点磁场作用于1m长,通有 1A 电流且垂直于 该磁场的导体上的力 F 来衡量，即 B=F/(l I)。
安培环路定律（全电流定律） H dl I
I1 H I2
其中： H d l 是磁场强度矢量沿任意闭合
1.2 电磁学基本知识
饱和点 膝点
跗点
分析:
(1)开始磁化阶段oa段。外磁场较 弱，磁通密度增加得不快。
(2)磁通很快增加阶段ab段。随着 外磁场的增强，大量磁畴开始转 向，Ｂ增加很快。
(3)达到饱和阶段bc段。可转向的 磁畴越来越少，Ｂ值增加的越来 越慢。这种现象称为饱和。b点 称为膝点。
(4)饱和后阶段cd段。饱和后磁化 曲线基本成为与非铁磁材料的特 性相平行的直线。
常用铁磁材料及其特性
知识点: 铁磁材料的磁阻随饱和度增加而增大。
应用: 设计电机和变压器时，为使主磁路内得 到较大的磁通量而又不过分增大励磁磁动势， 通常把铁心内工作点的磁通密度选择在膝点附 近。
常用铁磁材料及其特性
2、磁滞回线 剩磁：当H从零增加到Hm时， B相应地从零增加到Bm；然 后再逐渐减小H，B值将沿曲 线ab下降。当H=0 时，B值 并不等于零，而是Br。这就 是剩磁。 磁滞回线：当H在Hm和－ Hm
主磁路：主磁通所通过的路径。 漏磁路：漏磁通所通过的路径。 励磁线圈：用以激励磁路中磁通的载流线圈。 励磁电流：励磁线圈中的电流。
直流:直流磁路 ，例如:直流电机 交流:交流磁路，例如:变压器
常用物理量和定律
三、磁路的基本定律
1、安培环路定律
定律内容: 沿任何一条闭合磁回路L，磁场强度H 的
线积分等于该闭合回线所包围的电流的代数和 。
如何写数学表达式 e N d
dt
正方向的规定：
2)按右手螺旋关系规定正方向
磁通的参考 方向朝上
右手判定 电流方向 A→X
e的正方向 从A指向X
e N d dt
-i +
常用铁磁材料及其特性
铁心的增磁功能
思考：铁心环与塑料环中的磁场强度和磁通密度有何区别？
第二章 磁与电磁
2、闭合开关，当拨动滑动变阻器滑片，使一 次线圈中的电流迅速增加或迅速减少时，电流计指 针发生偏转，表明二次线圈回路中有感应电流。
结论：当穿过闭合回路的磁能量发生变化时， 回路中就有感应电流产生。
本质分析：
1、第一种说法：V↑↓（
Ｉ） ２、Φ
↑↓
V↑↓
Ｓ↑↓
Φ↑↓
Ｉ
所以无论是导体做切割磁力线运动还是磁通量 发生变化本质统一的，结果是一致的。
—— 左手定则
l
I
B
F
第三章 电磁现象和磁路
第六节 磁场对通电导体的作用力
二、平行载流直导体间的相互作用力
法国物理学家安培（1775—1836）发现，平行导线 间有相互作用力。 B1 F12 F B2 F2 F1 B1
B2
当电流方向相同时是吸引力 当电流方向相反时是排斥力
例题
如图所示，两根互相平行的通电直导体，给它们通以相 同方向的电流，它们将互相吸引还是排斥？
电磁感应：
磁转化为电的现象称 电磁感应。
A
N
B
运动方向(1) 运动方向(2)
感应电动势：
-
+
S
由电磁感应现象产生的电动势。
第三章 电磁现象和磁路
第七节 电磁感应
一、直导体中的感应电动势 （一）导体切割磁力线产生感应电流 （二）直导体中感应电动势方向的判定 右手定则：
平伸右手，拇指 与其余四指垂直，使 磁力线穿过手心，拇 指的指向表示导体的 运动方向，其余四指 的指向就是感应电动 势的方向。
第三章 电磁现象和磁路
第七节 电磁感应
（四）楞次定律-----判断感应电动势（电流） 的方向
在1834年，德国科学家楞次首先发现确定感应电流 方向普遍适用的规律，即楞次定律。
第一章 磁路基础知识
l1 l2 3l 15 10 2 m 两边磁路长度：
气隙磁位降： B 1.211 2H 2 2 2.5 10 3 A 4818 A 0 4π 10 7
1.211 (2 0.25) 2 B T 1.533T 中间铁心磁位降： 3 4 A 4 10
磁路基础知识
1.2.3涡流与涡流损耗 1、涡流 2、涡流损耗：涡流在铁心中引起的损耗 3、注意:为减小涡流损耗，电机和变压器的铁心都用 含硅量较高的薄硅钢片叠成。 4、铁心损耗：磁滞损耗+涡流损耗
2 pFe f 1.3 BmG
南通大学《电机学》
磁路基础知识
1.3直流磁路的计算
磁路计算正问题——给定磁通量，计算所需的励磁磁动势 磁路计算逆问题——给定励磁磁势，计算磁路内的磁通量 磁路计算正问题的步骤： 1）将磁路按材料性质和不同截面尺寸分段； 2）计算各段磁路的有效截面积Ak和平均长度lk； 3）计算各段磁路的平均磁通密度Ak ，Bk=Φk/Ak； 4）根据Bk求出对应的Hk；
Φ
RmFe
N
F
Rm
i
Φ
串联磁路 南通大学《电机学》 磁路基础知识
模拟电路图
解：铁心内磁通密度为 BFe 0.0009 T 1T
AFe 0.0009
从铸钢磁化曲线查得：与BFe对应的HFe=9×102A/m
H FelFe 9 10 2 0.3A 270 A 铁心段的磁位降：
查磁化曲线：H1 H 2 215 A/m
H1l1 H 2l2 215 15 10 2 A 32.25A
总磁动势和励磁电流为：
Ni 2H H l
3 3
H 1l1
电磁场导论 第三章]
恒定磁场
2) 1 2
得到
B dl 2πB 0 I l 0 I B e 2 π
3) 2 3,
2 32 2 2 2 I I I 2 I 2 2 2 3 2 3 2
图3.2.10 同轴电缆
0 I ( 32 2 ) l B dl 2πB 32 22
根据
B A
A
z Az
B
0 I l
2 2 32
4π ( z )
e
0 I l
4πr
sin e
第 三 章
恒定磁场
例 应用磁矢位 A，试求空气中长直载流细导线产生 的磁场。
A Aez 解: 定性分析场分布，
A
0 I
L
0 I L dz 4π L r
第 三 章
恒定磁场
例
真空中有一载流为 I，半径为R的圆环， 解：元电流 Idl 在 P 点产生的 B 为
试求其轴线上 P 点的 磁感应强度 B 。
0 Idl e r ( Idl dB 2
4 πr
dB
图3.1.3 圆形载流回路
er )
2 4π( R 2 x 2 )
0 Idl sin
图3.3.3 铁磁媒质与空 气分界面
与分界面近似垂直，铁磁媒质表面
近似为等磁面。
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第 三 章
恒定磁场
磁矢位及其边值问题
1. 磁矢位 A 的引出 由
B 0 A 0 B A
A 磁矢位
Wb/m（韦伯/米）。
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磁路
基本磁化曲线(B-H curve or hysteresis loop) • 改变H 的幅值大小，可得到多个磁滞回线。这 些线均对称原点，但（Hm,Bm）值不同； B • 将不同的（ Hm,Bm ）点连 接，即得到基本磁化曲线。 a1
-H
0
H
d1
12
-B
铁磁材料的基本特性
基本磁化曲线 • 基本磁化曲线一般只用第一象限。
H H i 1800 3600 i 0 t
随电流的反复变化，外加H方向也变化，小磁畴的方向随H 的方向来回变化，在磁畴之间摩擦生热，消耗功率； 电流越大，损耗越大； 磁滞回线面积越大，Bm幅值也越大，磁滞损耗越大。
19
铁磁材料的铁损耗
• 磁滞损耗计算经验公式
ph Ch fB V
n m
Ch ：为材料的磁滞损耗系数，与材料有关；
（假定铁芯最初未被磁化） 形成一对称原点的 闭合曲线，称为磁 滞回线。
B
Bm
a
Br
Hm
b
c
Hc
f Hm
H
e
d
Bm
9
几个相关的重要概念
剩磁(remanant magnetization):去掉外磁场之后，铁 磁材料内仍然保留的磁通密度。 B 矫顽力:要使B值从最大 值减小到零，必须加上 相应的反向外磁场，此 反向磁场强度称为矫顽 力。
d L d L eL N dt dt
i
32
d L d L eL N dt dt
如果线圈为空心线圈，由于空心线圈组成的磁 路无饱和现象，磁导率为常数，则线圈的自感磁链 与产生它的励磁电流I成正比，有：
BH i
L Li
式中，L为比例常数，称为线圈的自感系数，简 称自感，单位为亨，符号为H，于是自感电动势可 表示为：
-H
0
H
d1
12
-B
铁磁材料的基本特性
基本磁化曲线 • 基本磁化曲线一般只用第一象限。
H H i 1800 3600 i 0 t
随电流的反复变化，外加H方向也变化，小磁畴的方向随H 的方向来回变化，在磁畴之间摩擦生热，消耗功率； 电流越大，损耗越大； 磁滞回线面积越大，Bm幅值也越大，磁滞损耗越大。
19
铁磁材料的铁损耗
• 磁滞损耗计算经验公式
ph Ch fB V
n m
Ch ：为材料的磁滞损耗系数，与材料有关；
（假定铁芯最初未被磁化） 形成一对称原点的 闭合曲线，称为磁 滞回线。
B
Bm
a
Br
Hm
b
c
Hc
f Hm
H
e
d
Bm
9
几个相关的重要概念
剩磁(remanant magnetization):去掉外磁场之后，铁 磁材料内仍然保留的磁通密度。 B 矫顽力:要使B值从最大 值减小到零，必须加上 相应的反向外磁场，此 反向磁场强度称为矫顽 力。
d L d L eL N dt dt
i
32
d L d L eL N dt dt
如果线圈为空心线圈，由于空心线圈组成的磁 路无饱和现象，磁导率为常数，则线圈的自感磁链 与产生它的励磁电流I成正比，有：
BH i
L Li
式中，L为比例常数，称为线圈的自感系数，简 称自感，单位为亨，符号为H，于是自感电动势可 表示为：
第一章磁路
电机学
第一章 磁路
电力拖动中广泛应用的电机、变压 器及部分控制电机都是依靠电与磁相 互作用而运行的，它们的工作原理既 涉及电路又涉及磁路。
电机学
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5
磁场基本物理量 磁性材料 磁路的计算 交流铁心线圈 电磁铁
电机学
1.1 磁场的基本物理量
• 磁感应强度B
描述磁场强弱与方向的物理量 定义：单位正电荷以单位速度向垂直于磁场方向的方 向上运动时所受的机械力。 方向： B与产生磁场的电流方向符合右手螺旋定则。 单位：磁感应强度的单位: T（特斯拉） （高斯）
Φ2 B2
Φ3 B3 S3
2 B2S2 =1 6 10-4 =6 10-4 wb 截面S3中的磁通为： 3 1 2 10 104 6 104 4 104 wb 3 4 104 B3 0.8T 4 S3 5 10
电机学
例4：如图是一个对称磁路，中间柱截面积S3 是两边柱截面积S1或S2的两倍，假使N1I1=N2I2 ， 求Φ1 ，Φ2，Φ3的大小关系和B1，B2，B3的大 小关系。
电机学
磁路
电路
磁动势F 磁通Φ 磁感应强度B 磁阻Rm＝l/μS 欧姆定律φ＝NI/Rm 克希荷夫磁通定律ΣΦk=0 克希荷夫定律磁压定律 ΣIN=Σ(H l)
电动势E 电流I 电流密度J 电阻R＝l/rS 欧姆定律I=E/R 克希荷夫定律电流定律ΣI=0 克希荷夫定律电压定律 ΣE =Σ(IR)
1 2 , 3 21 2 2 B 1 =B 2 =B 3
电机学
例1.3.2 已知：l1=l3=60cm，l2=20cm， S2=S3=10cm2 ， S1=20cm2 ，Φ3=5*10-4wb，材料为铸钢，求磁动势。
第一章 磁路
电力拖动中广泛应用的电机、变压 器及部分控制电机都是依靠电与磁相 互作用而运行的，它们的工作原理既 涉及电路又涉及磁路。
电机学
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5
磁场基本物理量 磁性材料 磁路的计算 交流铁心线圈 电磁铁
电机学
1.1 磁场的基本物理量
• 磁感应强度B
描述磁场强弱与方向的物理量 定义：单位正电荷以单位速度向垂直于磁场方向的方 向上运动时所受的机械力。 方向： B与产生磁场的电流方向符合右手螺旋定则。 单位：磁感应强度的单位: T（特斯拉） （高斯）
Φ2 B2
Φ3 B3 S3
2 B2S2 =1 6 10-4 =6 10-4 wb 截面S3中的磁通为： 3 1 2 10 104 6 104 4 104 wb 3 4 104 B3 0.8T 4 S3 5 10
电机学
例4：如图是一个对称磁路，中间柱截面积S3 是两边柱截面积S1或S2的两倍，假使N1I1=N2I2 ， 求Φ1 ，Φ2，Φ3的大小关系和B1，B2，B3的大 小关系。
电机学
磁路
电路
磁动势F 磁通Φ 磁感应强度B 磁阻Rm＝l/μS 欧姆定律φ＝NI/Rm 克希荷夫磁通定律ΣΦk=0 克希荷夫定律磁压定律 ΣIN=Σ(H l)
电动势E 电流I 电流密度J 电阻R＝l/rS 欧姆定律I=E/R 克希荷夫定律电流定律ΣI=0 克希荷夫定律电压定律 ΣE =Σ(IR)
1 2 , 3 21 2 2 B 1 =B 2 =B 3
电机学
例1.3.2 已知：l1=l3=60cm，l2=20cm， S2=S3=10cm2 ， S1=20cm2 ，Φ3=5*10-4wb，材料为铸钢，求磁动势。
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Ф = BS
磁通量的单位是 Wb（韦伯），
1 Wb = 1 T × 1 m2
2、磁通量
1. 定义
2、磁通量
2. 公式
用字母Ф 表示， 即Ф = BS（B 与S 垂直） Ф = 0 （B 与S 平行）
2、磁通量
3. 单位
Wb（韦伯），1 Wb = 1 T × 1 m2
磁场的主要物理量
1、磁感应强度(磁通密度) 2、磁通量 3、磁导率
4、磁场强度
3、磁导率
当我们用一个插有软铁芯的通电线圈去吸引 铁钉，然后把通电线圈中的软铁芯抽出变成
空心线圈再去吸引铁钉，便会发现两种情况
下吸引力大小不同，前者比后者大得多。
3、磁导率
这表明磁场的强弱不仅与电流的大小和导体 的形状有关，还与磁场中磁介质的导磁性能
有关。
3、磁导率
磁导率μ 就是一个用来表示磁介质导磁 性能的物理量。和不同材料有不同导 电能力一样，不同的磁介质有不同的 磁导率，它的单位为H/m（亨/米）
4、磁场强度
磁场中某点的磁通密度B与媒介质磁导率μ 的比 值，叫做该点的磁场强度，用H来表示
即： H=B/μ
4、磁场强度
磁场强度也是一个矢量，在均匀的媒介质中， 它的方向是和磁感应强度的方向一致的
4、磁场强度
在国际单位制中，它的单位为A/m(安/米)。工 程技术中常用辅助单位A/cm(安/厘米)
课堂练习
3.如图所示，两个半径相同,粗细相同互相垂直的圆形导线圈，可以 绕通过公共的轴线xx′自由转动，分别通以相等的电流，设每个线圈 中电流在圆心处产生磁感应强度为B，当两线圈转动而达到平衡时， 圆心O处的磁感应强度大小是（ ） (A)B (B) B (C)2B (D)0 4.如图所示，套在条形磁铁外的三个线圈，其面积S1＞S2= S3，且 “3”线 圈在磁铁的正中间。设各线圈中的磁通量依次为φ1、φ2、φ3则它们的大 小关系是( ) A、φ1>φ2>φ3 B、φ1>φ2=φ3 C、φ1<φ2<φ3 D、φ1<φ2=φ3 5.铁磁物质的相对磁导率是_______。 （A）μ r＜1 （ B） μ r ＞ 1 （C）μ r＞＞1
甚至几万倍，因而在电工技术方面应用甚广，如铁、钢、钴 、镍及某些合金等
3、磁导率
• 反磁性物质和顺磁性物质的相对磁导率都接近 于1，因而除铁磁性物质外 • 其他物质的相对磁导率都可以认为等于1，并 称这些物质为非铁磁物质
磁场的主要物理量
1、磁强度
1A/m＝100A/cm
知识应用
公式应用 ：Ｂ＝Ｆ／ IL 【例题1】如图，在磁感应强度大小为B的磁 场中垂直放置1根长为5m的载流直导体，测 得受到的电磁力为2N，求磁感应强度B。 解：B=F/IL=2/（2×5）=0.2T
B 2A I
公式应用 ：Φ=BS 【例题2】在磁感应强度为0.05T的均匀磁场中，放置一个 长、宽各为30cm、20cm的矩形线圈，试求线圈平面与磁 场方向垂直时的磁通量。 解： Φ=BS=0.05×（0.3×0.2）=0.003Wb
韦伯（Wilhelm Eduard Weber，1804—1891）
——德国物理学家。韦伯在电磁学上的贡献是多方面的，在建立电 学单位的绝对测量方面卓有成效。后人为了纪念韦伯的科学贡献， 以他的姓氏为磁通量的国际制单位命名。
磁场的基本物理量
1、磁感应强度(磁通密度) B=F/IL 2、磁通量 Ф = BS
1、磁感应强度(磁通密度) 2、磁通量 3、磁导率
4、磁场强度
2、磁通量
1. 定义
在电磁学里常常要讨论穿过某一个面的
磁场，为此需要引入一个新的物理量—
—磁通量。磁通量是描述磁场在某一范 围内分布情况的物理量
2、磁通量
1. 定义
在匀强磁场中，在与磁感线垂直的某截
面上，截面积与磁感应强度的乘积称为 通过该截面的磁通量，用字母Ф 表示，即
课堂练习
1.描述磁场的四个主要物理量是____、____、______、和_____；它们 的表示字母分别是____、____、_____和_____；它们的单位分别是____、 ____、____和____。 2.判断： (1)由B=F/IL可知，B与F成正比，与IL成反比. ( ) (2)由B=F/IL可知，一小段通电导体在某处不受磁场力，说明此处一定无 磁场. ( ) (3)通电导线在磁场中受力越大，说明磁场越强. ( )
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特斯拉线圈---神奇的闪电
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磁场的主要物理量
1、磁感应强度(磁通密度) 2、磁通量 3、磁导率
4、磁场强度
磁场的主要物理量
1、磁感应强度(磁通密度)
是表示磁场的强弱的物理 量，磁场的基本特性是对 其中的电流有磁场力的作 用。
磁场变强 磁场变弱
1、磁感应强度(磁通密度)
3、磁导率
真空中的磁导率是一个常数，有μ 0表 示，μ 0＝4π×10－7H/m。由于真空 中的磁导率是一个常数，因此可以将 其他磁介质的磁导率与真空的磁导率 的比值叫做相对磁导率，用μ r表示
3、磁导率
相对磁导率没有单位，它表明在其他条 件相同的情况下，磁介质中的导磁能力 是真空中的多少倍
3、磁导率
1、磁感应强度(磁通密度)
3. 单位
T（特）
磁感应强度 B 的大小反映了磁场的强弱 程度。地磁场的磁感应强度大约是
0.5×10-4 T
1、磁感应强度(磁通密度)
3. 单位
T（特）
一般永久磁铁的磁感应强度大约是 0.4
~ 0.7 T，在电机和变压器的铁心中，
磁感应强度可达 0.8 ~ 1.4 T
1、磁感应强度(磁通密度)
根据各种物质导磁性能的不同，可把物质分为以下三种类型： 反磁性物质：μ r＜1，这类物质中所产生的磁场要比真空中弱
一些，如铜、石磨、银、锌等
顺磁性物质：μ r＞1，这类物质中所产生的磁场要比真空中强
一些，如空气、铂、锡、铝等
铁磁性物质：μ r＞＞1，而且不是一个常数，其他条件相同的
情况下，这类物质中所产生的磁场要经真空中的磁场强几千
磁感应强度 B 的大小只与磁场本身性质有关， 而与F，I，L无关
磁感应强度 B 是矢量，它的方向就是该点的磁
场方向，可以用磁感线形象地描绘。磁感线的切线 方向表示该点 B 的方向
1、磁感应强度(磁通密度)
如果在磁场中的某一区域，各点的磁感应强度大小 和方向均相同, 这个区域的磁场叫做匀强磁场。
B
磁场的主要物理量
因此研究磁场的强弱，可 以从分析电流在磁场中的 受力情况着手，找出表示 磁场的强弱的物理量。
磁场变强 磁场变弱
1、磁感应强度(磁通密度)
1. 定义
磁场中垂直于磁场方向的通电导线所受 的磁场力F 与电流 I 和导线长度L 乘积的 比值，叫做磁感应强度
1、磁感应强度(磁通密度)
2. 公式
F B= IL
（D）μ r＜＜1
拓展探究
磁感应强度的测量? 高斯计 特斯拉计 （1特斯拉=104高斯 ） 磁通的测量？ 磁通计
特斯拉（NikolaTesla，1856—1943）
——南斯拉夫血统的美国电工学家、发明家，交流电之父。 1880年特斯拉发明了世界上第一台交流发电机。制作了著名的 “特斯拉线圈”。为了纪念他，在他百年纪念时（1956年）， 国际电气技术协会决定，把国际单位制中磁感应强度的单位命 名为特斯拉。
4、磁场强度
由于磁场中各点的磁通密度B的大小与 磁介质的性质有关，并且同一磁介质
的磁导率并不是一个常数，这就是磁
场的计算显得比较复杂
4、磁场强度
因此，为了使磁场的计算简单，常用 磁场强度这个物理量来表示磁场的性
质。在磁场中，各点磁场强度的大小
只与电流的大小和导体的形状有关， 而与磁介质的性质无关
3、磁导率
μ =μ 0·μ r
4、磁场强度 H=B/μ