5.磁场的应用
在现代科学技术和人类生活中，处处可遇到磁 场，发电机、电动机、变压器、电报、电话、 收音机以至加速器、热核聚变装置、电磁测量 仪表等无不与磁现象有关。甚至在人体内，伴 随着生命活动，一些组织和器官内也会产生微 弱的磁场。 地球的磁级与地理的两极相反。
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第4章 电磁学原理及应用
学习目标
--- 掌握法拉第电磁感应定律和楞次定律 --- 掌握磁场、磁路的基本概念 --- 掌握电磁铁、继电器的结构和类型 --- 掌握点火线圈的结构和工作原理 --- 了解汽车上电磁铁和继电器的应用实例 --- 能够利用电磁场理论解释点火线圈在汽车 上的 用
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本章内容
❖ 4.1 磁场及磁路 ❖ 4.2 电流的磁效应 ❖ 4.3电磁感应 ❖ 4.4点火线圈 ❖ 4.5电磁铁和继电器
单位：亨/米（H/m） 4.磁场强度
定义：在任何磁介质中，磁场中某点的磁感应强度B与同 一点的磁导率μ的比值称为该点的磁场强度H ，即： H=B/μ。
单位：安/米（A/m）
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4.1.4铁磁物质的性质 1.高导磁性 2.磁饱和性 3.磁滞性 4.1.5铁磁材料的分类 1．软磁材料：特点是易磁化也易去磁，常用作电气设备的铁
计算公式：
（1）
B S
（2）对于电流产生的磁场，磁感应强度的方向和电流方向满 足右手螺旋定则，其大小为:
B F LI
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3.磁导率μ
定义：衡量物质导磁能力大小的物理量。
大小：真空中的磁导率用μ0表示，实验测得μ0为一常 数。非铁磁性物质的μ近似等于μ0。 而铁磁性物质 的磁导率很高，μ>>μ0。
磁性是物质能吸引铁、钴、镍等金属的特性。而具有磁性的物 体，我们称为磁体。 2.磁铁的主要性能 (1)磁铁具有极性，自由悬吊的磁铁会指向南北。指向北端的称为 北极用N表示；指向南端的称为南极用S表示。 (2)磁极之间有相互作用力,称为磁力。
同性磁极相互排斥，异性磁极相互吸引。 (3)把一块铁磁物质放在磁铁附近，该铁磁物质也会带上磁性，这
心，如硅钢、铸钢、纯铁等。 2．磁材料：特点是不易磁化也不易去磁，常用来制造各种形
状的永磁铁、扬声器磁钢。 3．距磁材料：特点是较小的外磁场就能使磁化达到饱和，去
到外磁场仍能保持饱和。用于电子计算机存储器的磁芯登 记忆元件。
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4.1.6磁路欧姆定律 磁路定义：磁通集中通过的闭合路径称为磁路。
2.性质：磁场是由运动电荷或变化电场产生的。
3.磁场方向：规定小磁针的北极在磁场中某点所受磁场力的方向为该电磁 场的方向。
4.磁感线（磁力线）：在磁场中画一些曲线，使曲线上任何一点的切线方 向都跟这一点的磁场方向相同，这些曲线叫磁力线。如图4-1所示。
图4-1 磁力线
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NI
R
式中 N—线圈匝数 I——励磁电流 Rm——磁阻
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工作任务：分析制动油面开关的工作原理 1.构造描述 图4-3为一制动总泵储油室内的制动油面开关构造。在长玻璃管内，放入两
块薄片状的强磁性体金属片作为触点开关，玻璃管内封入惰性气体，以 防止触点表面腐蚀。 2.工作目标 分析制动油面开关的工作原理 （1）当储油油面位在正常高度A时，警示灯不亮。 （2）当储油油面低于规定高度B时，警示灯点亮。
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第四章
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学习意义
❖ 利用电磁场基本原理人们开发了许多电气元件，完成本章的 学习后，你将能够掌握电磁场的一些基本概念，以及变压器、 电磁铁、继电器的结构和工作原理，并能够举出实例解释汽 车上这些电磁器件的应用实例。
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理论知识要点
1.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。
1．磁路的形成 为了获得较强的磁感应强度，都用铁磁材料做成各种形状的闭合铁心。 图4-2是变压器、电机、电磁铁等设备的磁路。
（a） 变压器的磁路
（b）直流电机的磁路 （c）电磁继电器的磁路 图4-2 常见设备的磁路
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2.磁路欧姆定律
在磁路中，磁通与产生磁通的磁源（磁通势）成正比， 与磁路的磁阻成反比，这就是磁路欧姆定律，即
种原来没有磁性的物质获得磁性的现象称为磁化，磁铁拿走后， 被磁化的物质还会保留一定的磁性，称为剩磁。
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4.1.2磁场及其性质
1.磁场 定义：电流、运动电荷、磁体或变化电场周围空间存在的一种特殊形态 的物质。能够产生磁力的空间存在着磁场 ，磁体周围存在磁场，磁体间 的相互作用就是以磁场作为媒介的。
2．主要知识点 磁场、磁路 铁磁物质的性质 磁通量、磁感应强度、磁导率的概念
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理论课堂 ❖ （1）你知道磁场概念是如何引入的吗？ ❖ （2）你能给出磁场存在的一些例子吗？
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4.1 磁场及磁路
4.1.1磁的基础知识 1.磁
4.1.3磁场基本物理量
1.磁通量
磁场强度一般用磁力线表示。
定义：磁场中垂直穿过某一截面积S的磁力线总数为穿过该面 积的磁通量，简称磁通用Φ表示，单位：Wb(韦伯)。
2.磁感应强度B
定义：表示磁场内某点的磁场强弱和方向的物理量，是个矢量。 规定：其值等于垂直于B矢量的单位面积的磁力线数。单位： 特斯拉（T）即韦伯/米2 1T=1Wb/m2