《家电维修基础》2-1 磁的基本知识

2017年3月3日13:15:07 评论 13,119 1685字阅读5分37秒

§2—1 磁的基本知识

一、磁现象

早在2 000多年前,我们的祖先就发现了磁铁矿石具有吸引铁的性质。人们把物体能够吸引铁、钻、镍及其合金的性质称为磁性,把具有磁性的物体叫做磁体。磁体上磁性最强的位置称为磁极,磁体有两个磁极:即南极和北极,通常用字母S表示南极(常涂红色),用字母N表示北极(常涂绿色或白色)。条形、蹄形、针形磁铁的磁极位于它们的两端。值得注意的是任何一个磁体的磁极总是成对出现的。若把一个条形磁铁分割成若干段,则每段都会同时出现南极、北极。这叫做磁极的不可分割性。磁极与磁极之间存在的相互作用力称为磁力:?其作用规律是同性磁极相斥,异性磁极相吸。一根没有磁性的铁棒,在其他磁铁的作用下获得磁性的过程叫磁化。如果把磁铁拿走,铁棒仍有的磁性则称为剩磁。

二、磁场磁感应线

磁体周围存在磁力作用的空间称为磁场。我们经常看见两个互不接触的磁体之间具有相互作用力,它们是通过磁场这一特殊物质进行传递的。磁场之所以是一种特殊物质,是因为它不是由分子和原子等粒子组成的。虽然磁场是一种看不见、摸不着的特殊物质,但通过实验可以证明它的存在。例如,在一块玻璃板上均匀地撒些铁粉,在玻璃板下面放置一个条形磁铁。铁粉在磁场的作用下排列成规则线条,如图2-1所示。这些线条都是从磁铁的。N极到S极的光滑曲线,如图2-1b所示。我们把这些曲线称为磁感应线,用它能形象描述磁场的性质。

实验证明磁感应线具有下列特点:

1.磁感应线是闭合曲线

在磁体外部,磁感应线从N极出发,然后回到S极,在磁体内部,是从S极到N极,这叫做磁感应线的不可中断性,如图2-2所示。

2. 磁感应线互不相交

这是因为磁场中任何一点磁场方向只有一个。

3.磁感应线的疏密程度与磁场强弱有关。

磁感应线稠密表示磁场强,-磁感应线稀疏表示磁场弱。

三、磁通磁感应强度

为了描述磁场在上定面积上的分布情况而引入了磁通这一物理量。

在磁场中,把通过与磁场方向垂直的某一面积的磁感应线的总数目,叫做通过该面积的磁通,用字母Φ表示。磁通的单位是韦伯“简称韦,用Wb表示。

磁感应强度是用来表示磁场中各点磁场强弱和方向的物理量,用字母B表示。

垂直通过单位面积的磁感应线的数目叫做该点的磁感应强度。它既有大小,又有方向。在磁场中某点磁感应强度的方向,就是位于该点磁针北极所指的方向,它的大小在均匀磁场中可表示为:

公式21:

\(B=\frac{Φ}{S}\)

式中B代表磁感应强度 (T); Φ代表磁通(Wb);S代表垂直于磁感应线方向通过磁感应线的面积(m²)。

公式(2-1)说明磁感应强度的大小等于单位面积的磁通。如果通过单位面积的磁通越多,则磁感应线越密,磁场也越强,反之磁场越弱。
磁感应强度的单位是韦/米²(Wb/m2),称为特斯拉,简称特,用字母T表示。

四、磁导率

实验证明,铁、钻、镍及其合金对磁场影响强烈,具有明显的导磁作用。但是自然界绝大多数物质对磁场影响甚微,导磁作用很差。为了衡量各种物质导磁的性能,引入磁导率这一物理量,用字母μ表示。磁导率的单位为亨利/米(H/m)。不同物质有不同的磁导率。在其他条件相同的情况下,某些物质的磁导率比真空中的强,另一些物质的磁导率比真空中的弱。

经实验测得真空的磁导率为 \(μ_0=4π×10^{-7}H/m\),且是常数。

为了便于比较各种物质的导磁性能,把各种性质的磁导率与真空中的磁导率进行比较,引人相对磁导率这一物理量。任何一种物质的磁导率与真空的磁导率的比值叫做相对磁导率,用以表示。即:

公式22:

\(μ_r=\frac{μ}{μ_0}\)

相对磁导率没有单位,只是说明在其他条件相同的情况下,物质的磁导率是真空磁导率的多少倍。

根据各种物质的磁导率的大小,可将物质分成三类。

\(μ_r\)<1的物质叫做反磁物质,如铜、银等;

\(μ_r\)>1的物质叫做顺磁物质,如空气、铝等;

\(μ_r\)>>1的物质叫做铁磁物质,如铁、钴、镍及其合金等。

由于铁磁物质的相对磁导率很高,所以铁磁物质被广泛地应用于电工技术方面(如制作变压器、电磁铁。电动机的铁心等)。

表2-1中列出了几种铁磁物质的相对磁导率,供参考。

 

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