5.1电磁感应定律和全电流定律
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课程教案(按章编写)课程名称:电磁场原理适用专业:电气工程及自动化年级、学年、学期:2年级,学年第二学期教材:《电磁场原理》,俞集辉主编,重庆大学出版社,2007.2参考书:《工程电磁场导论》,冯慈璋主编,高等教育出版社2000年6月《电磁场与电磁波》第三版,谢处方、饶克谨编,赵家升、袁敬闳修订,高等教育出版社1999年6月第三版《工程电磁场原理》倪光正主编,,高等教育出版社,2002《电磁场》雷银照编,高等教育出版社2008年6月《Electromagnetic fields and waves》Robert R. G. 等编著,HigherEducation Press, 2006任课教师:汪泉弟俞集辉何为李永明张淮清杨帆徐征编写时间:2010年1月学时分配:矢量分析:6学时;静电场:12学时;恒定电场:4学时;恒定磁场:10学时;时变场:12学时;平面电磁场:8学时;导行电磁波:6学时;电磁能量辐射与天线:6学时。
第1章矢量分析一、教学目标及基本要求1.通过课程的介绍,知道“电磁场原理”课程的学习内容、作用;课程的特点、已具有的基础;学习的重点、难点和解决的办法;教材、参考书和教学时间安排;本课程学习的基本要求等等。
2.对矢量分析章节的学习,要建立起标量场和矢量场的概念,掌握梯度、散度和旋度等“三度”运算,以及此基础上的场函数的高阶微分计算。
3.掌握矢量的基本运算法则和相应的微分、积分方法,学会按矢量场的散度和旋度分析场的基本属性。
4.掌握矢量微分算符的基本应用以及高斯散度定理和斯托克斯定理,了解场的赫姆霍兹定理、两个特殊积分定理的推导和圆柱坐标系与球坐标系中矢量微分算符的情况。
二、教学内容及学时分配1.1矢量代数与位置矢量(0.5学时)1.2标量场及其梯度(1学时)1.3矢量场的通量及散度(1学时)1.4矢量场的环量及旋度(1学时)1.5场函数的高阶微分运算(1学时)1.6矢量场的积分定理(0.5学时)1.7赫姆霍兹定理(0.5学时)1.8圆柱坐标系与球坐标系(0.5学时)三、教学内容的重点和难点重点1.场概念的建立2.标量场的梯度、矢量场的散度和旋度的定义及计算。
电机学知识点讲义汇总第一章 基本电磁定律和磁路电机的基本工作原理是建立在电磁感应定律、全电流定律、电路定律、磁路定律和电磁力定律等定律的基础上的,掌握这些基本定律,是研究电机基本理论的基础。
▲ 全电流定律全电流定律 ∑⎰=I Hdl l式中,当电流方向与积分路径方向符合右手螺旋关系时,电流取正号。
在电机和变压器的磁路计算中,上式可简化为∑∑=Ni Hl▲电磁感应定律 ①电磁感应定律 e=-dtd N dt d Φ-=ψ 式中,感应电动势方向与磁通方向应符合右手螺旋关系。
②变压器电动势磁场与导体间无相对运动,由于磁通的变化而感应的电势称为变压器电动势。
电机中的磁通Φ通常是随时间按正弦规律变化的,线圈中感应电动势的有效值为m fN E φ44.4=③运动电动势e=Blv④自感电动势 dtdiL e L -= ⑤互感电动势 e M1=-dt di 2 e M2 =-dtdi1 ▲电磁力定律f=Bli▲磁路基本定律 ① 磁路欧姆定律 Φ=A l Ni μ=mR F =Λm F 式中,F=Ni ——磁动势,单位为A ;R m =Alμ——磁阻,单位为H -1; Λm =lA R m μ=1——磁导,单位为H 。
② 磁路的基尔霍夫第一定律0=⎰sBds上式表明,穿入(或穿出)任一封闭面的磁通等于零。
③ 磁路的基尔霍夫第二定律∑∑∑==mRHl F φ上式表明,在磁路中,沿任何闭合磁路,磁动势的代数和等于次压降的代数和。
磁路和电路的比较第二章 直流电动机一、直流电机的磁路、电枢绕组和电枢反应 ▲磁场是电机中机电能量转换的媒介。
穿过气隙而同时与定、转子绕组交链的磁通为主磁通;仅交链一侧绕组的磁通为漏磁通。
直流电机空载时的气隙磁场是由励磁磁动势建立的。
空载时,主磁通Φ0与励磁磁动势F 0的关系曲线Φ0=f (F 0)为电机的磁化曲线。
从磁化曲线可以看出电机的饱和程度,饱和程度对电机的性能有很大的影响。
▲ 电机的磁化曲线仅和电机的几何尺寸及所用的材料有关,而与电机的励磁方式无关。
电磁感应定律法拉第电磁感应定律即电磁感应定律。
因磁通量变化产生感应电动势的现象,闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动时,导体中就会产生电流,这种现象叫电磁感应。
闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中就会产生电流。
这种现象叫电磁感应现象。
产生的电流称为感应电流。
这是初中物理课本为便于学生理解所定义的电磁感应现象,不能全面概括电磁感现象:闭合线圈面积不变,改变磁场强度,磁通量也会改变,也会发生电磁感应现象。
所以准确的定义如下:因磁通量变化产生感应电动势的现象。
[1]电动势的方向(公式中的负号)由楞次定律提供。
楞次定律指出:感应电流的磁场要阻碍原磁通的变化。
对于动生电动势也可用右手定则判断感应电流的方向,进而判断感应电动势的方向。
“通过电路的磁通量”的意义会由下面的例子阐述。
传统上有两种改变通过电路的磁通量的方式。
至于感应电动势时,改变的是自身的磁场,例如改变生成场的电流(就像变压器那样)。
而至于动生电动势时,改变的是磁场中的整个或部份电路的运动,例如像在同极发电机中那样。
感应电动势的大小由法拉第电磁感应定律确定;e(t) = -n(dΦ)/(dt)。
对动生的情况也可用E=BLV来求。
法拉第电磁感应定律的综合一. 教学内容:法拉第电磁感应定律的综合二. 学习目标:1、掌握自感现象的原理及应用其典型的题型分析思路。
2、重点掌握电磁感应与能量综合、与图象综合类问题的分析方法。
3、掌握与电磁感应现象相联系的物理模型的分析。
考点地位:电磁感应现象与能量及图象的综合问题历来是高考的重点和难点,出题的形式一般以大型的计算题的形式出现,从深层次上考查了学生对于能量观点的理解,数学方法在分析物理问题中的应用能力,同时电磁感应问题与日常生活实际相联系的问题能够很好的考查学生抽象物理模型分析物理模型的能力,如2007年全国理综1卷第21题,2007年江苏卷第18题,2006年广东卷第16题,2006年上海高考试题的第22题,2006年天津理综卷的第20题,2005年江苏高考卷的第16题都突出了对于这方面问题的考查。