高压进网电工理论知识-电与磁.ppt

1、高压进网电工理论知识,第一章 电工基础知识,静止电荷周围存在着电场,运动电荷可以形成电流，电流的周围就会产生磁场。,电和磁是不可分的,研究电路问题，如果对电流周围存在的磁现象不了解，就可不能对电路有全面认识。,第二节 电与磁,磁性,能吸引铁、钴、镍等物质的性质,磁极,磁铁两端磁性最强的区域，分S极（指南极）和N极（指北极）,一、磁现象,1、磁性和磁体,磁体,具有磁性的物体，又称磁铁,磁化,使原来不带磁性的物体具有磁性的过程,磁铁有天然磁铁和人造磁铁两种。,地球是个大磁铁，指南针指的是地球的南北极。,磁铁的重要性能：同性磁极相排斥，异性磁极相吸引,磁力线每点切线方向 是该点磁场方向，彼此间永不相

2、交。,磁力线的疏、密表示磁场强弱，密表示该处磁场强，疏表示该处磁场弱。,磁力线从N极到S极，经磁体内部由S极回到N极。,2、磁场和磁力线,磁场,磁铁周围存在磁力作用的空间称为磁场,用磁力线描绘,磁力线的性质,每根磁力线都是闭合回线。,磁场与电流关系,电流越大磁场越强；磁场方向由右手螺旋定则确定,3、电流的磁场,（1）通电直导线的磁场,通电导线的周围存在磁场。,大拇指的方向为电流方向,弯曲的四指为磁场方向,电流越大，磁场越强；线圈匝数越多，磁场越强；磁场方向由右手螺旋定则确定,（2）载流线圈的磁场,通电线圈的周围存在磁场。,磁场与电流关系,磁场的N极,大拇指为线圈内部磁场的N极方向,弯曲的四指为

3、电流方向,1、磁通（）,磁通,通过与磁场方向垂直的某一面积上的磁力线的总数,单位,韦伯Wb，麦克斯韦Mx,二 磁场的基本物理量,1Wb=108Mx,面积一定时,通过该面积的磁通越多，则表示磁场越强。,2、磁感应强度（B）,磁感应强度,表示磁场强弱和方向的矢量,单位,特斯拉 T，高斯Gs,永久磁铁磁感应强度约为 0.2 0.7T,电机、变压器铁心磁感应强度约为 0.8 1.5T,地球磁感应强度仅约为 510-5T,均匀磁场中，磁感应强度等于单位面积的磁通量。所以磁感应强度又叫磁通密度,3、磁导率（）,磁导率,表示物质导磁性能的物理量,导体通入恒定电流，周围介质不同时，磁场中同一点磁感应强度也不同

4、，不同介质对磁场的影响不同。,真空磁导率0,相对磁导率r,比较各种介质导磁能力,定义,或,物质按磁导率分为三类,顺磁性物质，如空气、铝、钨等，磁导率比真空磁导率稍大，相对磁导率r 约等于1。,逆磁性物质，如氢、铜、银、金等，磁导率比真空磁导率稍小，相对磁导率r 也约等于1。,铁磁性物质，如铁、钴、镍等，磁导率远大于真空磁导率，相对磁导率r 远远大于1。,、为非铁磁性物质，相对磁导率r 约为1。,铁磁物质的高导磁性能广泛用于电气设备，例如变压器、电机的铁心。,4、磁场强度（H）,磁场强度,磁感应强度大小与磁导率的比值,定义,单位,安/米 A/m,三 电磁感应,当导体相对于磁场运动而切割磁力线或线

5、圈中磁通发生变化时，在导体或线圈中都会产生电动势，进而在导体或线圈回路产生电流的现象。,电磁感应,电磁感应产生的电流,感应电流,感应电动势,由电磁感应产生的电动势,1、直导体感应电动势,导体在均匀磁场沿与磁力线垂直方向运动，导体中将产生感应电动势。,大小,电动势E的大小，与磁感应强度B、导体有效长度l及相对速度v成正比。,式中，B的单位为特斯拉(T)，l的单位为米(m)，E的单位为伏特(V),v的单位为每秒米(m/s）。,方向,由右手定则确定。即：将右手的掌心迎着磁力线，大拇指指向导线运动的方向，则四指的方向就是感应电动势的方向。,电磁感应是发电机的理论基础,方向,2、线圈感应电动势,当穿过线

6、圈的磁通发生变化时，线圈中将产生感应电动势。,大小,由法拉第电磁感应定律确定，即感应电动势的大小与穿过线圈的磁通的磁通的变化率成正比。,式中，e为感应电动势（V）；N为线圈的匝数；/t为磁通变化率（Wb/s）,方向,由楞次定律确定，即闭合线圈回路中感应电动势的方向，总是企图使它产生的磁场阻碍原来磁场的变化。,故,四 磁场对通电导体的作用,通电直导体处于磁场之中，将会受到力的作用,电磁力大小,导体所受电磁力大小与磁场的磁感应强度B，导体电流I，导体在磁场中的有效长度l及导体与磁力线的夹角有关。,当导体与磁力线平行时=0，当导体与磁力线垂直时=900,由左手定则确定。即：将左手伸平，大拇指与四指垂直，让磁力线穿过手心，四指指向电流方向，则大拇指所指方向就是导线运动的方向，,方向,五 自感与互感现象,1、自感现象,当电流流过线圈时，在线圈周围产生磁通。当线圈电流变化时，磁通也相应发生变化。根据电磁感应原理，线圈中将产生感应电动势。这种由于线圈自身电流的变化产生感应电动势的现象就称为自感现象。,2、互感现象,如果两个线圈放得很近，或绕在同一个铁芯磁路上，则当一个线圈流过电流时，其产生的磁通将有