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磁场与磁场方向判定

时间:2017-04-26 09:43来源:www.eadianqi.com 编辑:自动控制网
磁铁在自己周围的空间产生磁场,通电导体在其周围的空间也产生磁

磁铁在自己周围的空间产生磁场,通电导体在其周围的空间也产生磁场。

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通电直导线产生的磁场磁感线(磁场)方向可用安培定则(也叫右手螺旋法则)来判定:用右手握住导线,让伸直的大拇指所指的方向跟电流方向一致,那么弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。

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通电线圈产生的磁场磁感线是一些围绕线圈的闭合曲线,其方向也可用安培定则来判定:让右手弯曲的四指和线圈电流的方向一致,那么伸直的的拇指所指的方向就是线圈中心轴线上磁感线的方向。

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3.1.2磁场中的基本物理量 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

1.磁感应强度B 本文来自www.eadianqi.com

    磁感应强度B是表征磁场中某点的磁场强弱和方向的物理量。可用磁感线的疏密程度来表示,磁感线的密集度称为磁通密度。在磁感线密的地方磁感应强度大,在磁感线疏的地方磁感应强度小。磁感应强度也可用通以单位电流的导线的电流方向与磁场垂直时,导线所受的磁场力的大小来表示。B是矢量,其方向与产生它的电流方向之间成右螺旋关系,其大小定义为 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

                                                        (3.1) 本文来自www.eadianqi.com

式中,B为磁感应强度,单位为特斯拉(T),工程上常采用高斯(Gs)。1Gs =T。F为导线所受的力(N.m),l为导线的长度(m),I为导线中通过的电流(A)。 本文来自www.eadianqi.com

磁感应强度B可用专门的仪器来测量,如高斯计。 本文来自www.eadianqi.com

2.磁通量

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    磁通可以用通过与磁感线相垂直的某一截面A的磁感线总数来表示。若磁场中各点的磁感应强度相等(大小与方向都相同),则为匀强磁场。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通量Φ,即

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    磁通量Φ的单位为韦伯(Wb),工程上有时用麦克斯韦(Mx)。1Wb=Mx。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

3.磁导率 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

实验进一步表明通电线圈产生的磁场强弱程度除了与电流大小及线圈匝数(磁通势)有关外,还与线圈中的介质(即线圈内所放入的物质)有关。如线圈内放入铜、铝、木材或空气等物质时,则线圈产生的磁场基本不变,如放入铁、镍、钴等物质时,线圈中的磁场在外磁场的作用下显著增强。 本文来自www.eadianqi.com

工程上用磁导率来表示各种不同材料导磁能力的强弱。磁导率单位为H/m(亨/米)。真空中的磁导率是一个常数,用表示,即 本文来自www.eadianqi.com

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空气、木材、玻璃、铜、铝等物质的磁导率与真空的磁导率非常接近。其他任一媒质的磁导率与真空的磁导率的比值称为相对磁导率,用r表示,即

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相对磁导率r无量纲,不同材料的相对磁导率r相差很大,如表3.1所示。由表中可见铸钢、硅钢片、铁氧磁体及坡莫合金等磁性材料的相对磁导率比非磁性材料要高倍,因而在电机、变压器、电器及电子技术领域中均被广泛采用。 本文来自www.eadianqi.com

   表3.1不同材料的相对磁导率 本文来自www.eadianqi.com

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材料名称 本文来自www.eadianqi.com

r 本文来自www.eadianqi.com

空气、材料、铜、铝、橡胶、塑料等 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

1

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铸铁 本文来自www.eadianqi.com

200~400 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

铸钢

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500~2200 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

硅钢片 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

6000~7000 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

铁氧磁体 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

几千

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坡莫合金 本文来自www.eadianqi.com

约十万

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5.磁场强度H 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

磁场中各点磁感应强度的大小与媒质的性质有关,因此使磁场的计算显得比较复杂。为了简化计算,便引入磁场强度H,一个与周围介质无关的物理量。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,而与媒质的性质无关。H的方向与B相同,在数值上 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

                                                   (3.4) 自动控制网www.eadianqi.com版权所有

此式H的单位为安/米(A/m)。

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