《电路及磁路》第五章

第一节 电流的磁效应65第五章磁场和磁路学习指导本章内容是在物理课的基础上，进一步讲述磁场和磁场对电流的作用。

这些知识是电磁学的重要组成部分，也是学习后面几章（电磁感应、变压器和交流电动机）的基础。

在学习本章时，应对相关内容多进行联系对比，例如，磁场与电场、磁路与电路，这样不仅可以了解相互间的异同，也容易掌握。

本章的基本要求是：1．了解直线电流、环形电流和通电螺线管电流的磁场，以及磁场方向与电流方向的关系。

2．理解磁感应强度、磁通、磁导率和磁场强度的概念，以及匀强磁场的性质。

3．掌握磁场对电流的作用力公式和左手定则，了解匀强磁场对通电线圈的作用。

4．了解铁磁性物质的磁化以及磁化曲线、磁滞回线对其性能的影响。

5．了解磁动势和磁阻的概念和磁路中的欧姆定律。

第一节电流的磁效应一、磁场把一根磁铁放在另一根磁铁的附近，两根磁铁的磁极之间会产生相互作用的磁力，同名磁极互相推斥，异名磁极互相吸引。

两个电荷之间的相互作用力，不是在电荷之间直接发生的，而是通过电场传递的。

同样，磁极之间相互作用的磁力，也不是在磁极之间直接发生的，而是通过磁场传递的。

磁极在自己周围的空间里产生磁场，磁场对处在它里面的磁极有磁场力的作用。

磁场跟电场一样，是一种物质，因而也具有力和能的性质。

地球本身是一个大磁场，它周围的磁场称为地磁场。

同样它也具有两个磁极，地磁场的北66 第五章 磁场和磁路极在地理位置的南极附近；地磁场的南极在地理位置的北极附近。

指南针是我国的四大发明之一，你知道是利用什么原理制成的吗？二、磁场的方向和磁感线把小磁针放在磁场中的任一点，可以看到小磁针受磁场力的作用，静止时它的两极不再指向南北方向，而指向一个别的方向。

在磁场中的不同点，小磁针静止时指的方向一般并不相同。

这个事实说明，磁场是有方向性的。

一般规定，在磁场中的任一点，小磁针N 极受力的方向，亦即小磁针静止时N 极所指的方向，就是那一点的磁场方向。

图5-1 磁感线在磁场中可以利用磁感线（曾称磁力线）来形象地表示各点的磁场方向。

第5章磁路和变压器一、要点和基本要求许多电工器件均是利用电磁原理工作的。

了解电与磁之间的关系，掌握构成磁路的材料和磁路的结构，对掌握各种包含磁路的电工器件的工作原理是很有必要的。

电磁铁、继电器、变压器、电动机均是电磁变换和转换元件可以完成电-磁-力；电-磁-电等能量之间的变换和转换。

注意物理课中对磁的分析，重点是磁场。

而本课程重点分析的是限制在磁路中的磁场、组成磁路的磁材料和包含磁路的电工元件。

（一）要点1.磁路及磁路定律磁路是磁通通过的闭合路径它与电路类似，它可以用各种导磁材料制作。

磁路中的磁通、磁动势、磁阻之间具有一定的关系，这一关系可以用磁路的磁欧姆定律表示。

它也具有类似电路中基尔霍夫电压定律的规律，称其为磁路环路定律。

磁路环路定律表明任意一闭合磁路中，各段磁路的磁压降的代数和一定等于磁动势。

2.铁磁材料及应用铁磁材料在制作磁路方面有重要用途，用其高导磁率特性，可以制作许多电工器件；利用其磁滞特性可以制作许多特殊器件。

了解铁磁材料的微观结构有助于了解铁磁材料的宏观特性。

磁与电是紧密联系的，磁场强度与电流之间有密切的关系，而磁感应强度又与磁场强度密切相关。

掌握它们之间的关系结合铁磁材料，可以设计或分析磁路，获得需要磁通的电激励条件；或根据给定的条件分析计算磁路参数。

3.变压器的变换原理及应用变压器是一种电-磁-电的转换元件，可以实现三种变换，电压、电流、阻抗变换。

利用三种变换可以达到多种目的，解决许多工业和电讯方面的问题，特别是在电力传输和信号传输匹配方面有着极其重要的用途。

（二）基本要求1．掌握磁路的欧姆定律和环路定律利用磁路的欧姆定律和环路定律确定磁路的结构或根据磁路的结构和给定磁路参数计算磁路的其它参数。

2．熟练掌握变压器的参数计算了解变压器的变换原理。

熟练掌握变压器的电压变换计算方法；变压器原、副绕组电流变换计算方法；原、副绕组阻抗变换计算方法。

掌握变压器功率和效率的计算方法。

3．掌握变压器的用途掌握普通变压器在电子电路中的应用；了解自藕变压器的结构及用途；了解互感器的结构及应用方法；了解电力变压器的结构连接方式。