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第十六章电磁转换

发布时间:2014-02-28 19:40:12  

第十六章 电磁转换

一、磁体与磁场

(一)磁体

1、磁性:物体能吸引铁、钴、镍等物质的性质

2、磁体:① 定义:具有磁性的物体

② 分类:永磁体分为 天然磁体、人造磁体

③磁体的性质:吸铁性 指向性

3、磁极:①定义:磁体上磁性最强的部分叫磁极。(磁体两端最强中间最弱)

②种类:磁体悬挂静止时,指南的磁极叫南(S)极,指北的磁极叫北(N)极。 ③ 磁极间相互作用规律:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。

④一个永磁体分成多部分后,每一部分仍存在两个磁极。

4、磁化: ① 定义:使原来没有表现出磁性的物体获得磁性的过程。

磁铁之所以吸引铁钉是因为铁钉被磁化后,铁钉与磁铁的接触部分间形成 异名磁极,异名磁极相互吸引的结果。

②钢和软铁的磁化:软铁被磁化后,磁性容易消失,称为软磁材料。钢被磁化后,磁性能长期保持,称为硬磁性材料。所以制造永磁体使用钢 ,制造电磁铁的铁芯使用软铁。

5、物体是否具有磁性的判断方法:①根据磁体的吸铁性判断。②根据磁体的指向性判断。③根据磁体相互作用规律判断。④根据磁极的磁性最强判断。

(二)磁场:

1、定义:传递磁极间相互作用的物质。

2、基本性质:磁场对放入其中的磁体产生力的作用。磁极间的相互作用是通过磁场而发生的。

3、方向规定:小磁针在磁场中的某一点静止时,N(北)极静止时所指的方向就是该点磁场的方向。

4、磁感应线:

①定义:在磁场中画一些带箭头的曲线。

②方向:磁体周围的磁感线都是从磁体的N(北)极出来,回到磁体的S(南)极。 ③典型磁感线:

④说明:

A、磁感线是用来描述磁场的一些假想曲线,实际上并不存在。但磁场是客观存在的。

B、用磁感线描述磁场的方法叫建立理想模型法。

C、磁感线是封闭的曲线。都是从磁体的N(北)极出来,回到磁体的S(南)极。

D、磁感线立体的分布在磁体周围,而不是平面的。

E、磁感线不相交。

F、磁感线的疏密程度表示磁场的强弱。磁场越强的地方,磁感线分布越密;磁场越弱的地方,磁感线分布越疏。

5、地磁场:

① 定义:在地球周围的空间里存在的磁场,磁针指南北是因为受到地磁场的作用。

② 磁极:地磁场的N(北)极在地理的南极附近,地磁场的N(南)极在地理的北极附近。 ③ 磁偏角:首先由我国宋代的沈括发现。

二、电流的磁场

1、奥斯特实验:在静止的小磁针上方拉一根与磁针平行的导线,给导线通电时,磁针会偏转,它表明通电导线的周围存在磁场。若改变导线中的电流方向,小磁针偏转方向改变。磁场方向与电流的方向有关。该现象在1820年被丹麦的物理学家奥斯特发现。

2、电流周围存在磁场的现象称为电流的磁效应

3、通电螺线管的磁场:①通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场相似。

②其两端的极性跟电流方向有关

③电流方向与磁极间的关系可由安培定则来判断。安培定则:用右手握住螺线管,让弯曲的四指所指的方向与螺线管中的电流的方向一致,则大拇指所指的那端就是通电螺线管的N极。

④通电螺线管的磁性强弱与电流的大小、线圈匝数的多少、有无铁芯有关

4、安培定则的应用

①由电流方向和绕线判断N、S极

②由N、S极和绕线判断电流方向或电源的正负极

③由电流方向和N、S极判断绕线方式

5、电磁铁

(1)定义:内部插入铁芯的通电螺线管。组成:线圈和铁芯

(2)工作原理:电流的磁效应,通电螺线管插入铁芯后磁场大大增强。

(3)与永磁体相比的优点:

①电磁铁磁性的有无可由通电、断电来控制;

②电磁铁磁性强弱可由电流大小、线圈匝数的多少来控制;

③电磁铁的N、S极可由电流方向来控制。

(4)应用:

①电磁继电器:

构造:电磁铁 衔铁 弹簧 触点

电路:低压控制电路 高压工作电路

作用:电磁继电器实质是由电磁铁控制的开关。可用低电压弱电流控制高电压强电流,并能实现遥控和生产自动化。

②其他应用:电话、电铃

三、磁场对电流的作用 电动机

1、磁场对通电直导线的作用:磁场对电流有力的作用,力的方向与电流方向和磁场方向有关

2、磁场对通电线圈的作用:通电线圈能在磁场中转动,但不能持续转动; 3、直流电动机

(1)直流电动机原理:通电线圈在磁场中受力转动

(2)构造:磁体 线圈 换向器 电刷

(3)平衡位置:通电线圈的平面与磁感线垂直时,线圈受到磁场的作用力相互平衡,这个位置称为平衡位置。

(4)换向器作用:当线圈刚转过平衡位置时,换向器能自动改变线圈中的电流方向,从而使线圈持续转动下去

四、安装直流电动机模型

1、直流电动机模型安装,连接好电路后,闭合开关,线圈不转可能是

①电源电压太低、电流太小

②磁铁的磁性太弱

③电刷与换向器接触不良

④电刷与换向器接触过紧、阻力大

⑤线圈恰好处在平衡位置

2、直流电动机转向的控制

(1)改变电流方向(对调电源的正负极)

(2)改变磁场方向(对调磁体的N、S极)

3、直流电动机转速的控制:改变电流大小

五、电磁感应

1、电磁感应现象

(1)电磁感应现象:利用磁场产生电流的现象

(2)感应电流:电磁感应产生的电流

(3)产生感应电流的条件:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流

①电路必须闭合;②只是电路的一部分导体在磁场中;③这部分导体做切割磁感线运动。 (4)感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向和磁感线方向有关。

(5)感应电流的大小与导体切割磁感线的运动速度、磁场强弱、线圈匝数有关 2、发电机

(1)发电机的原理:是根据电磁感应现象制成的。

(2)交流发电机主要由定子和转子构成

(3)发电时,机械能转化为电能,也有部分能量转化为内能

3、交流电

(1)交流电:周期性改变方向和大小的电流。

直流电:电流方向不改变的电流。

(2)我国交流电:我国家庭电路的交流电频率为50Hz,周期为0.02S,电流方向1个周期内改变2次,电流方向1s内改变100次。

(3)远距离输电采用高压输电,高压输电的好处是可以大大减少电能在输送线路上的损失;

2电压升高n倍,电能在输送线路上的损失减少为原来的1/n

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