(3) μ r 1的物质叫铁磁物质,如铁、钴 。
4.磁场强度
磁场强度的定义是:磁场中某点磁感应强度与媒介质的磁导率的比值,叫该点的磁场强度 。磁场强度用H表示 。
磁场强度也是一个矢量,在均匀磁场中它的方向同磁感应强度的方向相同 。
磁化、磁性材料和磁路 1.磁化
凡是原来没有磁性的物质使之具有磁性的过程称为磁化 。凡是铁磁物质都能被磁化 。
2.磁性材料
磁性材料(又称铁磁材料)通常可以划分成三类 。
(1)软磁材料 。这种铁磁材料在磁化后,保留磁性的能力很差 。
(2)硬磁材料 。这种铁磁材料在磁化后,保留磁性的能力很强 。
(3)矩磁材料 。这种铁磁材料只要有很小的磁场就能磁化,且一经磁化就达到饱和状态 。
3.磁路
磁通(或磁力线)集中通过的路径称为磁路,相称于电路的概念 。图1-8所示是磁路示意图 。
图1-8 磁路示意图
关于磁路说明几点如下 。
(1)为了获得较强的磁场,需要将磁通集中在磁路中 。形成磁路的最好方法是用铁磁材料做成磁芯,将线圈绕在磁芯上 。
(2)由于铁磁材料制成的磁芯其磁导率μ远大于空气的磁导率,所以磁通主要是沿磁芯闭合,只有很少部分通过空气或其他材料 。
(3)通过磁芯的磁通称为主磁通,磁芯外的磁通称为漏磁通,漏磁通愈小愈好 。
(4)磁路按其结构不同分为无分支磁路和分支磁路两种,其中分支磁路又分成不对称分支磁路和对称分支磁路两种,这相称于电路中的并联电路 。
(5)磁路不同于电路,电路可以有开路状态,可磁路没有开路状态,因为磁力线是不可能中断的闭合曲线 。
电磁感应和电磁感应定律 1.电磁感应
前面讲到电能够产生磁,电磁感应定律说明了磁也能够产生电 。
图1-9所示是电磁感应现象示意图 。当磁铁从上端向下插入时,会在线圈两端得到一个感应电动势,其极性为上正下负 。假如磁铁在线圈中静止不动,则没有这一电动势 。当磁铁从下向上插入时,感应电动势的方向为下正上负 。
关于电磁感应主要说明以下几点 。
(1)感应电动势又称感生电动势、感应电势、感生电势 。
图1-9 电磁感应现象示意图
(2)产生电磁感应的条件是线圈中的磁通必须改变 。当磁铁从上或从下插入线圈时都有感应电动势产生,这是因为磁铁运动引起了线圈中的磁通发生了改变 。当磁铁在线圈中不运动时,没有感应电动势产生,因为磁铁不运动,线圈中的磁通没有改变 。
(3)当线圈闭合时,由感应电动势产生的电流称为感应电流或感生电流 。
2.电磁感应定律
感应电动势的大小与穿过线圈的磁通的变化率成正比,这被称为法拉第电磁感应定律 。
当磁铁插入线圈中的速度愈快,磁通变化率愈高,感应电动势愈大,反之则愈小 。
这一定律只能说明感应电动势的大小,不能说明感应电动势的方向 。
自感、互感和同名端 1.自感
由于流过线圈本身的电流发生变化而引起的电磁感应叫自感应,简称自感 。
图1-10所示电路可以说明自感现象 。电路中的E是电源,H是白炽灯,L1是线圈(线圈的电阻很小,远小于白炽灯的电阻),S1是开关 。
图1-10 自感现象示意图
当开关S1刚接通时,由于L1的电阻远小于白炽灯的电阻,所以电流只流过L1所在支路,没有电流流过白炽灯,这样白炽灯不亮 。但是,当开关S1忽然断开时,白炽灯却忽然很亮后熄灭,这一现象称为自感现象 。
重要提示
这一现象是因为开关断开时,L1中的磁通忽然从有突变到零,这时L1两端要产生感应电动势,这一感应电动势加在白炽灯的两端,使白炽灯忽然很亮 。
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