第1章電與磁§1.1磁場的基本概念與基本物理量§1.2磁路及其基本定律§1.3電流在磁場中的力效應§1.4電磁感應磁場的基本物理量和磁路的基本定律是學習船舶的基礎，在了解磁感應強度、磁場強度、磁通等概念的基礎上，進一步了解鐵磁材料的高導磁性、磁飽和性和磁滯性及其應用。

本章重點磁場§1.1磁場的基本概念與基本物理量1.1.1磁場的基本概念電流的磁效應磁力線磁通1.1.2磁場的基本物理量Φ-國際制單位制(SI):伏.秒，稱韋伯(Wb)1Wb=108MxΦ-電磁單位制:麥克斯韋(Mx)磁通是一個矢量，其方向與該處的磁場方向一致。磁通的定義是磁感應強度（假設磁場為均勻磁場）與垂直于磁場方向的面積的乘積，磁通Φ是穿過某一截面S的磁力線總數(shù)。與磁場方向相垂直的單位面積上通過的磁通（磁力線）磁感應強度I單位：安培(A)F單位：牛頓(N)l單位：米(m)B-國際制單位制(SI):Wb/m2，稱為特斯拉(T)B-電磁單位制:高斯(Gs)

1T=104Gs磁感應強度表示磁場內某點磁場強弱及方向的物理量為一矢量，若磁場內各點B大小相等、方向相同，則為均勻磁場。對非均勻磁場，B為S內的平均值，也稱磁通密度。測量磁場強度

磁場強度是計算磁場所用的物理量，為矢量，用來確定磁場與電流之間的關系，其大小為磁感應強度和導磁率之比。B

單位：特斯拉

單位：安/米

單位：亨/米物理學安培環(huán)路定律

典型無分支閉合磁路IN為電流與線圈匝數(shù)的乘積，稱為磁動勢，用字F表示磁動勢的單位是安培(A)。磁壓降磁導率表征各種材料導磁能力的物理量（亨/米）真空中的磁導率()為常數(shù)一般材料的磁導率和真空中的磁導率之比，稱為這種材料的相對磁導率，則稱為磁性材料，則稱為非磁性材料在工程上,物質按其磁性劃分為兩類,即鐵磁材料(或叫磁性材料)和非鐵磁材料。鐵磁材料主要是指鐵、鈷、鎳及其合金。1.1.3鐵磁材料的磁性能鐵磁材料的磁導率

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0。將鐵磁材料放入電流磁場中，它將被磁化而產(chǎn)生很強的附加磁場。因此可用較小的勵磁電流產(chǎn)生足夠大的磁感應強度和磁通。1)高導磁性磁疇磁化

c點以后為飽和段（飽和電抗器）2)磁飽和特性B-H曲線,或稱磁化曲線,可通過實驗獲得。B—H磁化曲線與μ—H曲線磁化曲線大致可分成三段:ab段為非飽和段（線性電抗器）bc段為半飽和段（普通電機、變壓器的鐵心）如果勵磁線圈中通入交變勵磁電流,對鐵心進行反復磁化,磁感應強度的大小和方向的變化總是滯后于磁場強度的變化,這種特性稱為磁滯特性.3)磁滯性磁滯回線為消除剩磁所加的反向磁場強度值Hc稱為矯頑力。當斷開勵磁電流(H=0)后,磁感應強度仍不為零的現(xiàn)象,稱為剩磁特性。鐵磁材料的類型分為典型的三種類型:1.軟磁材料:矯頑力小,磁滯回線狹窄.如鑄鐵、鑄鋼、純鐵、硅鋼、坡莫合金和鐵氧體等材料。電機、變壓器等電器的鐵心采用軟磁材料。磁化曲線a-鑄鐵；b-鑄鋼；c-硅鋼片

剩磁很大,磁滯回線形狀近似矩形.在自動控制系統(tǒng)用做記憶元件、開關元件和邏輯元件的磁心材料.常用的有鎂錳鐵氧體及1J51型鐵鎳合金等.2.硬磁材料:矯頑力、剩磁均較大,磁滯回線寬.一般用來制造永久磁鐵.如鎢鋼、鈷鋼及鐵鎳鋁鈷合金等.3.矩磁材料:磁路：磁通所經(jīng)過的特定的路徑。直流電機交流接觸器繼電器變壓器§1.2磁路及其基本定律1)磁路的歐姆定律設變壓器由單一鐵心構成的均勻磁路Hl=

I=IN∵H=B/

=

/（

S）∴磁動勢F=IN磁阻

磁路歐姆定律2)磁路的基爾霍夫磁流定律

對于有分支的磁路,進入封閉面磁通的代數(shù)和等于零(磁通的連續(xù)性),即∑Φ=0磁路有氣隙或由不同材料不同截面的路段所組成的單一閉合磁路,稱為串聯(lián)磁路。3)磁路的基爾霍夫磁壓定律磁路電路磁通INR+_EI磁壓降磁動勢電動勢電流電壓降U基本定律磁阻磁感應強度安培環(huán)路定律磁路IN歐姆定律電阻電流強度克氏電壓定律克氏電流定律電路R+_EI§1.3電流在磁場中的力效應

載流導體在磁場中會受到電磁力的作用，稱為電流在磁場中的力效應。這個力叫做電磁力，用字母F表示。

(a)(b)(c)電流和磁場間的作用力的關系電磁作用力的大小

電磁力的方向——左手定則

磁場對載流導體的作用力(左手定則)1.4電磁感應電磁感應現(xiàn)象有兩種表現(xiàn)形式:當穿過線圈的磁通發(fā)生變化時，在線圈內產(chǎn)生感應電動勢。當運動的導體切割磁力線時，在導體內產(chǎn)生感應電動勢。直導體中的感應電動勢

(a)(b)運動的導體在磁場中的感應電勢與右手定則線圈中的感應電動勢線圈的感應電勢感應電動勢方向的確定感應電動勢的大小等于線圈的匝數(shù)與磁通變化率的乘積。感應電動勢的方向由楞次定律得出：感應電動勢的方向總是使得其感應電流產(chǎn)生的磁通來阻止原有磁通的變化。自感

當通過線圈的電流發(fā)生變化時，則由該電流所產(chǎn)生的、穿過線圈的磁通也發(fā)生變化，從而使線圈本身產(chǎn)生自感電動勢，這種現(xiàn)象稱為自感現(xiàn)象，這種感應電動勢稱為自感電動勢。Ψ=NΦ，稱為磁鏈

自感電動勢

定義為自感系數(shù)電感元件兩端的電壓

規(guī)定電壓與電流的正方向一致，即電動勢正方向一致。一單層密繞螺線管的自感系數(shù):線圈長L,截面積S,繞組的總匝數(shù)為N.可以看出:螺線管自感系數(shù)L正比于它的體積和單位長度內匝數(shù)的平方N2。(忽略端點效應)管內磁感應強度:電流、電壓和電動勢的正方向日光燈電路在生產(chǎn)實踐中，常遇到自感現(xiàn)象；其有利（日光燈）有弊（電機斷電易燒壞接觸器觸點）。實踐中應揚長避短。鐵心線圈電路

：主磁通：漏磁通ui假設：主磁通：漏磁通ui（線圈電阻R和感抗Xσ較小忽略）功率損耗與渦流

磁滯損耗(ΔPh)：當鐵磁體被反復磁化時,由于磁滯原因而引起的功率損耗。（克服剩磁所消耗的能量）為減小磁滯損耗,應選用磁滯回線面積小的軟磁材料做電機、電器的鐵心.除線圈電阻上的功率損耗(銅損)外，還有鐵損。為減少渦流,鐵心通常用相互絕緣的鋼片疊制而成。渦流損耗(ΔPe)：當鐵心中磁通發(fā)生變化時,在鐵心內引起感應電動勢和電流(即渦流)。由于渦流在鐵心中造成的功率損耗。(電磁爐利用這一特點)磁滯損耗和渦流損耗統(tǒng)稱為鐵損(ΔPFe)ΔPFe=ΔPh+ΔPe電磁鐵可分為線圈、鐵心及銜鐵三部分

電磁鐵電磁吸力電磁吸力的大小與經(jīng)過氣隙進入銜鐵的磁力線的多少及其分布有關,它與氣隙的磁通或磁密B0的平方成正比,與氣隙截面S0成正比。電磁鐵可分為線圈、鐵心及銜鐵三部分

交流電磁鐵的瞬時電磁吸力為直流電磁鐵的電磁吸力為采用短路環(huán)IU直流勵磁線圈電路的特點（R為線圈的電阻）直流電磁鐵直流電磁鐵U一定I一定磁動勢F=IN一定磁通和磁阻成反比

（線圈中沒有反電動勢）IU交流勵磁線圈電路的特點ui交流電磁鐵交流激勵線圈中產(chǎn)生感應電勢ui交流電磁鐵電路方程：的感應電勢和產(chǎn)生一般情況下很小假設則ui有效值相量交流磁路中磁阻Rm對電流的影響電磁鐵吸合過程的分析：在吸合過程中若外加電壓不變,則Φ基本不變。iu

小電流小電磁鐵吸合后(氣隙?。?/p>

大起動電流大電磁鐵吸合前(氣隙大）

注意：如果氣隙中有異物卡住，電磁鐵長時間吸不上，線圈中的電流一直很大，將會導致過熱，把線圈燒壞。

(U不變，I不變）(I隨Rm

變化）（U不變時，基本不變）直流磁路交流磁路（隨Rm變化）9、春去春又回，新桃換舊符。在那桃花盛開的地方，在這醉人芬芳的季節(jié)，愿你生活像春天一樣陽光，心情像桃花一樣美麗，日子像桃子一樣甜蜜。3月-253月-25Sunday,March9,202510、人的志向通常和他們的能力成正比例。10:59:4510:59:4510:593/9/202510:59:45AM11、夫學須志也，才須學也，非學無以廣才，非志無以成學。3月-2510:59:4510:59Mar-2509-Mar-2512、越是無能的人，越喜歡挑剔別人的錯兒。10:59:4510:59:4510:59Sunday,March9,202513、志不立，天下無可成之事。3月-253月-2510:59:4510:59:45March9,202514、ThankyouverymuchfortakingmewithyouonthatsplendidoutingtoLondon.ItwasthefirsttimethatIhadseentheToweroranyoftheotherfamoussights.IfI'dgonealone,Icouldn'thaveseennearlyasmuch,becauseIwouldn'thaveknownmywayabout.。09三月202510:59:45上午10:59:453月-25