周绍敏《电工技术基础与技能》PPT——5 磁场和磁路
电工技术(6)磁路与变压器
H
dl I
IN Hl
均匀磁路
如果磁路是由几段不同材料组成，即磁路是由几段磁阻不同 的材料串联而成，那么
IN H1l1 H2l2
式中：
H1l1、H 2l2、
(Hl ) 计算磁路的基本公式
称为各段磁路的磁压降。 济南铁道职业技术学院
电工技术 电工技术 如：继电器的磁路，由三段串联而成 如果已知磁通Φ 和各段的材料及尺寸，求磁通势如下 （1）首先求出各段磁路的磁感应强度B： s s μ 0 1 0 δ B1=Φ /s1 B2=Φ /s2 B0=Φ /s1 （2）根据各段材料的磁化曲线B=f（H）2 找出相应的H1、H2，对于空气隙， l
在外磁场作用下，磁畴方向发生变化，使之与外磁场方向 趋于一致，物质整体显示出磁性来，称为磁化。即铁磁材料 能被磁化。 济南铁道职业技术学院
电工技术 电工技术
铁磁材料的磁导率通常都很高，即 r 1 (如 坡莫合金，其 r 可达 2105 ) 。 铁磁材料能被强烈的磁化，具有很高的导磁 性能。 铁磁材料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。
dt uR u u
当u是正弦电压时，式中各量可视作正弦量，有
U IR ( E ) ( E ) IR jIX ( E ) U R U U
漏磁感应电动势 漏磁感抗
E jIX
X L
式中：R是线圈导 线的电阻 济南铁道职业技术学院
电工技术 电工技术
B dS
S
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。 磁通 的单位:韦[伯](Wb) 1Wb =1V· s
电工基础四：磁路与变压器
（2）硬磁材料：
磁滞回线较宽，比 如碳钢等。
一般用来制造永久 磁铁。
（3）矩磁材料：
磁滞回线接近矩形， 比如铁氧体材料。一 般用于计算机或控制 系统中的记忆元件。
B
B
B
H
H
H
§3 磁路及磁路的基本定律
1 磁路
i
u
s
： 主磁通 s ：漏磁通 i ：励磁电流
在铁芯线圈中，铁芯是由高导磁率的材料作成的。当线圈通有电流时，磁通的绝大部分通过铁
磁导率的单位
亨/米（H/m）
一般将其它任意一种物质的磁导率与真空的磁导率 0作比较，定义
r= /0
r 称为相对磁导率
自然界的物质按磁导 率的大小，分为磁性 材料和非磁性材料。
非磁性材料：≈0 、r≈ 1 磁性材料： >>0 、r >>1
4 磁场强度H
磁场强度H是计算磁场时所引用的一个物理量，它也 是一个矢量。
§6 电磁铁
电磁铁是自动控制系统中广泛应用的一种执行元件。它是利用 通电的铁心线圈产生电磁吸力吸引衔铁，使衔铁运动而作功。
电磁
铁的结构 型式很多， 但都由铁 心、线圈 和衔铁三 部分组成， 它们的工 作原理也 都相同。
衔铁 线圈 铁心
电磁铁按励磁电流的不同分直流电磁铁和交流电磁铁两类。
1 直流电磁铁 直流电磁铁的电磁吸力为：
（1）当铁芯材料为铸铁时，
由磁化曲线可查得： I
Hl
9000 0.45
13.（5 A）
B=0.9T→H=9000A/m N
300
（2）当铁芯材料为硅钢片时，
由磁化曲线可查得： I
Hl
260
0.45
电工技术基础与技能教案
《电工技术基础与技能》教案教师：许晓强电器组第一节电路一、电路的组成1．电路：由电源、用电器、导线和开关等组成的闭合回路。
2．电路的组成：电源、用电器、导线、开关（画图讲解）。
(1) 电源：把其他形式的能转化为电能的装置。
如：干电池、蓄电池等。
(2) 用电器：把电能转变成其他形式能量的装置，常称为电源负载。
如电灯等。
(3) 导线：连接电源与用电器的金属线。
作用：把电源产生的电能输送到用电器。
(4) 开关：起到把用电器与电源接通或断开的作用。
二、电路的状态（画图说明）1．通路（闭路）：电路各部分连接成闭合回路，有电流通过。
2．开路（断路）：电路断开，电路中无电流通过。
3．短路（捷路）：电源两端的导线直接相连。
短路时电流很大，会损坏电源和导线，应尽量避免。
三、电路图1．电路图：用规定的图形符号表示电路连接情况的图。
2．几种常用的标准图形符号。
第二节电流一、电流的形成1．电流：电荷的定向移动形成电流。
（提问）2．在导体中形成电流的条件(1) 要有自由电荷。
(2) 必须使导体两端保持一定的电压（电位差）。
二、电流1．电流的大小等于通过导体横截面的电荷量与通过这些电荷量所用时间的比值。
qI=t2．单位：1A1C/s；1mA103 A；1 A106A3．电流的方向实际方向—规定：正电荷定向移动的方向为电流的方向。
提问：金属导体、电解液中的电流方向如何？参考方向：任意假定。
4．直流电：电流方向和强弱都不随时间而改变的电流。
（画图说明）第三节电阻一、电阻1．导体对电流所呈现出的阻碍作用。
不仅金属导体有电阻，其他物体也有电阻。
2．导体电阻是由它本身的物理条件决定的。
例：金属导体，它的电阻由它的长短、粗细、材料的性质和温度决定。
3．电阻定律：在保持温度不变的条件下，导体的电阻跟导体的长度成正比，跟导体的横截面积成反比，并与导体的材料性质有关。
R ρSl式中：ρ－导体的电阻率。
它与导体的几何形状无关，而与导体材料的性质和导体所处的条件有关（如温度）。
周绍敏电工技术基础和技能习题答案解析
电工技术基础与技能 周绍敏第一章 P171. 是非题1.1电路图是根据电气元件的实际位置和实际连线连接起来的。
（×）1.2蓄电池在电路中必是电源，总是把化学能转化成电能。
（×）1.3电阻值大的导体，电阻率一定也大。
（×）1.4电阻元件的伏安特性曲线是过原点的直线时，称为线性元件。
（√）1.5欧姆定律适用于任何电路和任何元件。
（×） 1.6IU R 中的R 是元件参数，它的值是由电压和电流的大小决定的。
（×） 1.7额定电压为220V 的白炽灯接在110V 电源上，白炽灯消耗的功率为原来的1/4。
（√）1.8在纯电阻电路中，电流通过电阻所做的功与它产生的热量是相等的。
（√）2. 选择题2.1下列设备中，一定是电源的为（ A ）。
A. 发电机B. 冰箱C. 蓄电池D. 白炽灯2.2通过一个电阻的电流是5A ，经过4min ，通过该电阻的一个截面的电荷是（ C ）。
A. 20CB. 50CC. 1200CD. 2000C2.3一般金属导体具有正温度系数，当环境温度升高时，电阻值将（ A ）。
A. 增大B. 减小C. 不变D. 不能确定2.4相同材料制成的两个均匀导体，长度之比为3:5，横截面积之比为4:1，则其电阻之比为（ B ）。
A. 12:5B. 3:20C. 7:6D. 20:32.5某导体两端电压为100V ，通过的电流为2A ；当两端电压降为50V 时，导体的电阻应为（ C ）。
A. 100ΩB. 25ΩC. 50ΩD. 0Ω2.6通常电工术语“负载大小”是指（ B ）的大小。
A. 等效电阻B. 实际电功率C. 实际电压D. 负载电流2.7一电阻元件，当其电流减为原来一半时，其功率为原来的（ C ）。
A. 1/2B. 2倍C. 1/4D. 4倍2.8 220V 、40W 白炽灯正常发光（ D ），消耗的电能为1kW ·h 。
A. 20hB. 40hC. 45hD. 25h3. 填充题3.1电路是由电源、负载、导线和开关等组成的闭合回路。
磁路与变压器-PPT精选
在交流磁路中，u
不变时， 也不变。
的变化将引起磁阻的变 化，i也随之变化。
交流磁路和直流磁路的比较
交流磁路
m
U 4.44
fN
m F IN 2 Rm Rm
（ U不变时，m 基本不变） ( I 随Rm而变化）
直流磁路
IU R
(U不变，I不变）
F IN
Rm Rm
（2）硬磁材料：
磁滞回线较宽，比 如碳钢等。
一般用来制造永久 磁铁。
（3）矩磁材料：
磁滞回线接近矩形， 比如铁氧体材料。一 般用于计算机或控制 系统中的记忆元件。
B
B
B
H
H
H
§3 磁路及磁路的基本定律
1 磁路
i
u
： 主磁通 ：漏磁通
i ：励磁电流
在铁芯线圈中，铁芯是由高导磁率的材料作成的。当线圈通有电流时，磁通的绝大部分通过铁
I2 I1
I3
安培环路定律指出：在磁场 中，任取一闭合路径，并指定其
方向，沿此闭合路径的方向对磁
H 场强度H 的矢量进行线积分，则
线积分值等于通过该闭合路径的
所有电流的代数和。
H d l I I1 I2 I3
若电流方向和磁场强度H 的方向之间符合右手螺旋关
系，则电流取正；否则取负。
B的大小
I
B
单位
B的方向
B=F / I l 特斯拉（T） 可用右手螺旋定则来判断
如果磁场内各点的磁感应强度B，大小 相等、方向相同，则称为均匀磁场。
2 磁通
磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积 S的乘
积，称为通过该面积的磁通。
周绍敏电工技术基础与技能习题答案
电工技术基础与技能 周绍敏第一章 P171. 是非题1.1电路图是根据电气元件的实际位置和实际连线连接起来的。
（×）1.2蓄电池在电路中必是电源，总是把化学能转化成电能。
（×）1.3电阻值大的导体，电阻率一定也大。
（×）1.4电阻元件的伏安特性曲线是过原点的直线时，称为线性元件。
（√）1.5欧姆定律适用于任何电路和任何元件。
（×） 1.6IU R 中的R 是元件参数，它的值是由电压和电流的大小决定的。
（×）1.7额定电压为220V 的白炽灯接在110V 电源上，白炽灯消耗的功率为原来的1/4。
（√）1.8在纯电阻电路中，电流通过电阻所做的功与它产生的热量是相等的。
（√）2. 选择题2.1下列设备中，一定是电源的为（ A ）。
A. 发电机B. 冰箱C. 蓄电池D. 白炽灯2.2通过一个电阻的电流是5A ，经过4min ，通过该电阻的一个截面的电荷是（ C ）。
A. 20CB. 50CC. 1200CD. 2000C2.3一般金属导体具有正温度系数，当环境温度升高时，电阻值将（ A ）。
A. 增大B. 减小C. 不变D. 不能确定2.4相同材料制成的两个均匀导体，长度之比为3:5，横截面积之比为4:1，则其电阻之比为（ B ）。
A. 12:5B. 3:20C. 7:6D. 20:32.5某导体两端电压为100V ，通过的电流为2A ；当两端电压降为50V 时，导体的电阻应为（ C ）。
A. 100ΩB. 25ΩC. 50ΩD. 0Ω2.6通常电工术语“负载大小”是指（ B ）的大小。
A. 等效电阻B. 实际电功率C. 实际电压D. 负载电流2.7一电阻元件，当其电流减为原来一半时，其功率为原来的（ C ）。
A. 1/2B. 2倍C. 1/4D. 4倍2.8 220V 、40W 白炽灯正常发光（ D ），消耗的电能为1kW ·h 。
A. 20hB. 40hC. 45hD. 25h3. 填充题3.1电路是由电源、负载、导线和开关等组成的闭合回路。
周绍敏电工技术基础与技能习题答案
电工技术基础与技能周绍敏第一章P171.是非题1.1电路图是根据电气元件的实际位置和实际连线连接起来的。
（×）1.2蓄电池在电路中必是电源，总是把化学能转化成电能。
（×）1.3电阻值大的导体，电阻率一定也大。
（×）1.4电阻元件的伏安特性曲线是过原点的直线时，称为线性元件。
（√）1.5欧姆定律适用于任何电路和任何元件。
（×）1.6IU R中的R 是元件参数，它的值是由电压和电流的大小决定的。
（×）1.7额定电压为220V 的白炽灯接在110V 电源上，白炽灯消耗的功率为原来的1/4。
（√）1.8在纯电阻电路中，电流通过电阻所做的功与它产生的热量是相等的。
（√）2.选择题2.1下列设备中，一定是电源的为（A ）。
A. 发电机B. 冰箱C. 蓄电池D. 白炽灯2.2通过一个电阻的电流是5A ，经过4min ，通过该电阻的一个截面的电荷是（C ）。
A.20CB. 50CC. 1200CD. 2000C2.3一般金属导体具有正温度系数，当环境温度升高时，电阻值将（A ）。
A. 增大B. 减小C. 不变D. 不能确定2.4相同材料制成的两个均匀导体，长度之比为3:5，横截面积之比为4:1，则其电阻之比为（B ）。
A.12:5B. 3:20C. 7:6D. 20:32.5某导体两端电压为100V ，通过的电流为2A ；当两端电压降为50V 时，导体的电阻应为（C ）。
A.100ΩB. 25ΩC. 50ΩD. 0Ω2.6通常电工术语“负载大小”是指（B ）的大小。
A. 等效电阻B. 实际电功率C. 实际电压D. 负载电流2.7一电阻元件，当其电流减为原来一半时，其功率为原来的（C ）。
A.1/2B. 2倍C. 1/4D. 4倍2.8 220V 、40W 白炽灯正常发光（D ），消耗的电能为1kW ·h 。
A. 20hB. 40hC. 45hD. 25h3.填充题3.1电路是由电源、负载、导线和开关等组成的闭合回路。
电工电子技术(第二版)第五章
那么变压器结构如何?如何实现电压升高或降低?图5-1所示为电力变压 器外形。
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5. 1 磁路及基本物理量
工程中常见的电气设备如变压器、电动机等，不仅包含电路部分，而 且还有磁路部分。
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5. 3 变压器
5. 3. 1 变压器的基本结构
变压器的种类很多，结构形式多种多样，但基本结构及工作原理都相 似，均由铁芯和线圈(或称绕组)组成。铁芯的基本结构形式有心式和 壳式两种，如图5-5所示。铁芯一般是由导磁性能较好的硅钢片叠制而 成，硅钢片的表面涂有绝缘漆，以避免在交流电源作用下铁芯中产生 较大的涡流损耗。与电源相接的线圈，称为一次侧绕组;与负载相接的 线圈称为二次侧绕组。
示意图。
例5 -1有一台电压为220/36 V的降压变压器，二次侧接一盏36 V, 40 W 的灯泡，试求:(1)若变压器的一次侧绕组N1 = 1100匝，二次侧绕组匝数 应是多少?(2)灯泡点亮后，一次侧、二次侧的电流各为多少?
解:(1)由公式(5一3)，可以求出二次侧的匝数:
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5. 2 交流铁芯线圈
设电压、电流和磁通及感应电动势的参考方向如图5 -4所示。 由基尔霍夫电压定律有
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5. 2 交流铁芯线圈
大多数情况下，线圈的电阻R很小，漏磁通 较小即 根据法拉第电磁感应定律，有 得
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5. 2 交流铁芯线圈
由于电源电压与产生的磁通同频变化，设 电压的有效值为
作用而消耗的那部分能量。磁滞损耗的能量转换为热能而使磁性材料 发热为了减少磁滞损耗，一般交流铁芯都采用软磁材料。
周绍敏电工技术基础与技能习题答案-推荐下载
答：线圈电阻 R
l S
1.7 108 200 0.5106
6.8 ，
线圈最大电流 8A，最大电压 U= I×R = 54.4V。
4.7 一个 1kW、220V 的电炉，正常工作时电流多大？如果不考虑温度对电阻的影响，把它接到 110V 的电
压上，它的功率将是多少？
答：I = P / U =4.5A；电阻上的功率与电压的平方成正比，与电阻阻值成反比。电阻不变，电压降为 0.5
倍，功率降为 0.25 倍，为 250W。
4.8 什么是用电器的额定电压和额定功率？当加在用电器上的电压低于额定电压时，用电器的实际功率还 等于额定功率吗？为什么？
答：电器在正常状态下使用时所加的电压和消耗的电功率称为额定电压、额定功率，用 UN 和 PN 表示； 当两端电压低于额定电压时，实际功率也等于额定功率，因为用电器的电阻不变，功率与电压的平 方成正比。
丝的电阻率取 1.1×10－6Ω·m）
答： R
l S
S
l R
Hale Waihona Puke 1.1106 50 5
1.1105
11mm2
4.3 铜导线长 100m，横截面积为 0.1mm2，试求该导线在 20℃时的电阻值。
答： R
l S
1.7 108 100 0.1106
17
电工技术基础与技能 周绍敏
第一章 P17 1. 是非题 1.1 电路图是根据电气元件的实际位置和实际连线连接起来的。（×） 1.2 蓄电池在电路中必是电源，总是把化学能转化成电能。（×） 1.3 电阻值大的导体，电阻率一定也大。（×） 1.4 电阻元件的伏安特性曲线是过原点的直线时，称为线性元件。（√） 1.5 欧姆定律适用于任何电路和任何元件。（×） 1.6 R U 中的 R 是元件参数，它的值是由电压和电流的大小决定的。（×）
中职电工基础(高教版)课件：第4章 磁与电磁感应02
4.3磁路的欧姆定律 一、磁路磁通所经过的路径叫做磁路。
如图1所示为几种常见磁路形式。
利用铁磁材料可以尽可能地将磁通集中在磁路中，与电路相比，漏磁现象比漏电现象严重的多。
全部在磁路内部闭合的磁通叫做主磁通。
部分经过磁路，部分经过磁路周围物质的闭合磁通叫做漏磁通。
为了计算简便，在漏磁不严重的情况下可将其忽略，只计算主磁通即可。
二、磁路的欧姆定律如果磁路的平均长度为L ，横截面积为S ，通电线圈的匝数为N ，磁路的平均长度为L ，线圈中的电流为I ，螺线管内的磁场可看作匀强磁场时，磁路内部磁通为 S L NI S LNI HS μμμ===Φ 一般将上式写成欧姆定律得形式，即磁路欧姆定律m m R F =Φ（式中 F m ——磁通势，单位是安培，符号为A ；R m ——磁阻，单位是][1利亨，符号为H -1； 图1 磁路Ф——磁通，单位是韦[伯]，符号为Wb 。
其中，NI F m =，它与电路中的电动势相似， S L R m μ=，它与电阻定律S L R ρ=相似。
小结表1 磁路与电路的比较磁 路电 路 磁通势NI F m =电动势E 磁通Ф电流I 磁阻S L R m μ=电阻S L R ρ= 磁导率μ 电阻率ρ磁路欧姆定律mm R F =Φ 电路欧姆定律R E I =4.4 电磁感应现象& 4.5 电磁感应定律一、电磁感应现象1、引言：英国物理学家法拉第坚信，电与磁决不孤立，有着密切的联系。
为此，他做了许多实验，把导线放在各种磁场中想得到电流需要一定的条件，他以坚韧不拔的意志历时10年，终于找到了这个条件，从而开辟了物理学又一崭新天地。
2、产生感应电流的条件观察提问：A、研究对象：由导体AB，电流表构成的闭合回路，磁场提供：蹄形磁铁。
B、AB做切割磁感线运动，可见电流表指针偏转，结论：1、像这样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道理在磁场中作切割磁感线运动时，回路中有感应电流。
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5.2
磁场的主要物理量
一、磁感应强度 二、磁通 三、磁导率 四、磁场强度
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一、磁感应强度
磁场中垂直于磁场方向的通电直导线所受的磁场力 F 与电流 I 和导线长度 l 的乘积 Il 的比值称为通电直导线所在处的磁感应 强度 B，即
F B Il
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磁感应强度是描述磁场强弱和方向的物理量。 磁感应强度是一个矢量，它的方向即为该点的磁场方向。 在国际单位制中，磁感应强度的单位是： T (特斯拉)。 用磁感线可形象地描述磁感应强度 B 的大小，B 较大的地 方，磁场较强，磁感线较密，B 较小的地方，磁场较弱，磁感 线较稀，磁感线的切线方向即为该点磁感应强度 B 的方向。 匀强磁场中各点的磁感应强度大小和方向均相同。
B
S
即磁感应强度 B 可看作是通过单位面积的磁通，因此磁感应强 度 B 也常称为磁通密度，并用 Wb/m2 作单位。
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三、磁导率
1．磁导率 磁场中各点的磁感应强度 B 的大小不仅与产生磁场的电流和导 体有关，还与磁场内媒介质(又称为磁介质)的导磁性质有关。在磁 场中放入磁介质时，磁场的磁感应强度 B 将发生变化，磁介质对磁 场的影响程度取决于它本身的导磁性能。
物质导磁性能的强弱用磁导率 来表示。 的单位是H/m (亨/米)。不同的物质磁导率不同。在相同的条件下， 值越大，磁 感应强度 B 越大，磁场越强； 值越小，磁感应强度 B 越小，磁场 越弱。 真空中的磁导率是一个常数，用 0 表示 0 = 4 107 H/m
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二、磁通
在磁感应强度为 B 的匀强磁场中取一个与磁场方向垂直，面积 为 S 的平面，则 B 与 S 的乘积，称为穿过这个平面的磁通量 ， 简称磁通。即
= BS
磁通的国际单位制单位是Wb (韦伯) 。由磁通的定义式可得
图 5-1 磁感线
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2．特点
(1)磁感线的切线方向表示磁场方向，其疏密程度表示磁场的 强弱。 (2)磁感线是闭合曲线，在磁体外部，磁感线由 N 极出来，绕 到 S 极；在磁体内部，磁感线的方向由 S 极指向 N 极。 (3)任意两条磁感线不相交。 说明：磁感线是为研究问题方便 人为引入的假想曲线，实际上并不存 在。 图 5-2 所示为条形磁铁的磁感线。
3． 磁场方向 ：在磁场中某点放一个可自由转动的小磁针，它 N极所指的方向即为该点的磁场方向。
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二、磁感线
1．磁感线 在磁场中画一系列曲线，使曲线上每一点的切线方向都与该点
的磁场方向相同，这些曲线称为磁感线。如图 5-1 所示。
图 5-2 条形磁铁的磁感线
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3．匀强磁场
在磁场中某一区域，若磁场的大小、方向都相同，这部分 磁场称为匀强磁场。匀强磁场的磁感线是一系列疏密均匀、相 互平行的直线。
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单元小结
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5.1
电流的磁效应
一、磁场 二、磁感线 三、电流的磁场
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一、磁场
1．磁场：磁体周围存在的一种特殊的物质称为磁场。磁体间 的相互作用力是通过磁场传送的。磁体间的相互作用力称为磁场力， 同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。 2．磁场的性质：磁场具有力的性质和能量性质。
4．掌握磁场对电流作用力的有关计算及方向的判断，了解 磁场对通电线圈的作用。
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5 磁场和磁路
5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 电流的磁效应 磁场的主要物理量 磁场对通电导线的作用力 磁场对通电导线的作用力 磁路的基本概念
弯曲的四指和环形电流方向一致，伸直的拇指所指的方向就是导线
环中心轴线上的磁感线方向。
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螺线管通电后，磁场方向仍可用安培定则来判定：用右手握住 螺线管，四指指向电流的方向，拇指所指的就是螺线管内部的磁感 线方向。 2．电流的磁效应 电流的周围存在磁场的现象称为电流的磁效应。电流的磁效应 揭示了磁现象的电本质。
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5 磁场和磁路
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教学重点
1．了解直线电流、环形电流以及螺线管电流的磁场，会用 右手定则判断其磁场的方向。 2．理解磁感应强度、磁通、磁导率、磁场强度的概念。
3．了解匀强磁场的性质及有关计算。
《电工技术基础与技能》演示文稿
三、电流的磁场
1．电流的磁场 直线电流所产生的磁场方向可用安培定则来判定，方法是：用
右手握住导线，让拇指指向电流方向，四指所指的方向就是磁感线 的环绕方向。
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《电工技术基础与技能》演示文稿
环形电流的磁场方向也可用安培定则来判定，方法是：让右手