电气工程师知识补充：电磁学

电磁学

１、磁性的定义：物体具有吸引铁、钴、镍的性质叫做叫做磁性。

磁极：从上图可以看出，物体能够吸引最多铁粉的部位磁性最强，我们把磁铁中磁性最强的部分叫做磁极。

２、任何一个磁铁都有南极（Ｓ）、北极（Ｎ），磁铁的周围客观存在磁场（但是不存在磁感线，磁感线是人们为了方便研究磁铁的性质人为加上去的曲线）

（１）从图中可知地磁的南北极和地理的南北极恰好相反，地理的南极（Ｓ）是地磁的北极（Ｎ）；

地理的北极（Ｎ）是地磁的南极（Ｓ）。

（２）一块磁铁不管断开多少段，都会有南极（Ｓ）和北极（Ｎ）；

（３）磁铁周围的磁感线分布：由Ｎ极出发回到Ｓ极（磁感线的疏密程度表示磁感线的大小）；

（４）不同磁极靠近时，磁感线的分布情况。

（5）磁极之间的相互作用规律： （６）小磁针Ｎ极的所指方向为磁场的方向；

同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引；

相似知识点链接：

同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引；

３、电流磁效应

（１）定义：当导体有电流流过时，在它周围的小磁针会发生偏转，说明通电导体周围存在磁场；

（１）甲图电路接通时小磁针会偏转；乙图断电时小磁针又恢复到原来的位置（说明磁场消失）；丙图在甲图的基础上将电源的正负极对调，小磁针偏转的方向与甲图的方向恰好相反（说明电磁场的方向与电流的方向有关）。

总结：通电导体的周围电磁的有无是有电流的有无来决定的，磁场的方向是由电流的方向决定的；

（２）奥斯特实验：电流的磁效应是由丹麦物理学家，奥斯特发现的。

( 3 )右手定则（安培定则）：用右手握住通电螺线管，四指方向指向电流的方向，大拇指所指的那一端就是通电螺线管的Ｎ极。

( 4 )利用右手定则将下面的螺线管Ｎ、Ｓ极找出来。

（5）将下图中电源的正负极标出。

（6）

通电螺线管磁性的强弱时由什么来决定的？

答：由电流（Ｉ）的大小、线圈的匝数（Ｎ）、线圈的疏密程度（单位长度内的匝数）、

铁芯的有无。

有什么方法来判断磁铁磁性的强弱？

答：转换法，通过被吸引小磁针的个数来判断电磁铁磁性的强弱；被吸引的个数越多说明通螺线管的磁性越强。

（7）电磁继电器的结构：

（１）通电螺线管；（２）弹簧；（３）衔铁；（４）动触点；（５）高压电源和电压电源；

（２）工作原理：电磁铁通电时具有磁性，将衔铁吸下来，使得动触点和静触点接触，工作电路闭合；电磁铁断电时失去磁性，弹簧将衔铁拉起来，使得动触点和静触点分开，切断工作电路。

（３）作用：用低压、弱电流电路来控制高压、强电流电路。

（４）说明上图中电铃的工作原理：

答：开关闭合时，电磁铁有电流通过时产生磁性，会将ＡＢ吸引下（敲击铃铛）来同时电流断路；电磁铁的磁性因电流的消失而而消失；ＡＢ又由自身的弹性而回到原来的位置（电路又回复通路状态）。之后会反复重复上面的过程，因此电铃会一直响下去。

（5）温度自动报警器

（１）左图中的工作原理：当温度上升到预警温度时，温度计中的水银柱与导线接触；此时整个电路低压电路通路，左边的电磁铁会把右边的悬铁块吸引过来使得右边的电路形成闭合回路，电铃因为用电流通过而发出声音报警。

【６】电动机原理：通电导体在磁场中受到力的作用

（１）通电导体在磁场中受到力的大小由什么来决定？

答：电流的大小、磁场的强弱；

（２）电动机原理的运用

上面的线圈能够转动说明：通电导体在磁场中受到力的作用。

（３）电动机的持续工作的原理和换向器

图片解析：甲图中的线圈端ａｂ、ｃｄ受到的力Ｆ的情况与线圈转动的方向相同因此Ｆ是动力；转动乙图时ａｂ端、ｃｄ端受到的力是一对平衡力（线圈能够继续运动是靠惯性）。当线圈转过乙图时的平衡位置时到了丙图：ａｂ、ｃｄ受到的力Ｆ（方向改变）阻碍线圈的转动（Ｆ由前面的动力变为阻力）。

换向器：通过改变线圈中的电流方向来改变ａｂ、ｃｄ的受力方向，将Ｆ由阻力变为动力。

（４）电磁感应现象：

定义：闭合电路中的部分导体在磁场中切割磁感线，电路中会有电流产生；产生的电流叫做感应电流。

产生感应电流的两个必要条件：

（１）电路要闭合；　（２）导体要切割磁感线；

电与磁在现实生活中的运用：

（１）话筒是将声信号转换为电信号的装置；【电磁感应原理】

原理解析：说话时我们的声带振动引起声波将带动膜片在左右振动，使得线圈切割磁感线产生感应电流。

（２）喇叭是把电信号转化为声信号的装置；【通电导体在磁场中受到力的作用】

原理解析：有变化的电流通过线圈受到了的作用而振动起来。引起锥形纸片在振动而发生声。

【易错知识点解析】

１、如何区分电动机和发电机

发电机：判别条件，没有电源。工作原理，电磁感应原理。能量的转化情况，机械能转化为电能。

电动机：判别条件，有电源。工作原理，通电导体在磁场中受到力的作用。能量的转化情况，电能转化为机械能。