电磁感应和磁路

电磁感应和磁路

一、电磁感应

电磁感应现象就是电产生磁、磁产生电的现象。电磁感应技术在变压器、电动机、电度表、无线电设备等电气设备中得到了广泛的应用。

磁场是一种看不见的、没有不可进入性的空间。其大小为单位长度的单位直线电流在均匀磁场中所受到的作用力，其方向与受力的方向和载流直导线的方向垂直。磁感应强度的符号是B，其常用单位是T（特斯拉）和Gs（高斯），1T=1×10⁴Gs。

磁感应强度与磁场前进方向上某一面积的乘积叫作磁通。磁通是磁路中与电路中电流相当的物理量。磁通的符号是Φ，单位是Wb（韦伯）和Mx（麦克斯韦），1Wb=1×I0⁵Mx。如某一面积S与磁感应强度B垂直，则Φ=BS。因为B=Φ/S所以磁感应强度也叫作磁通密度。

当线圈内的磁通①发生变化时，线圈内即产生感应电动势e。如果线圈不是开路的，线圈内即产生感生电流。线圈内感应电动势的大小与磁通变化的速率成正比。对于N 匝的线圈，感应电动势的大小为

这一规律即法拉第电磁感应定律。

当磁通Φ增大时，线圈中感应电动势和感生电流的实际方向是与所表示的电动势e 的方向相反的;而磁通φ减小时，线圈中感应电动势和感生电流的实际方向是与所表示的电动势e的方向相同的。即感生电流的磁场总是力图阻止原磁场发生变化的，这一规律称为楞次定律。

二、磁路

磁路是磁通的闭合回路。依靠电磁感应原理工作的电气设备，如电动机、变压器、各种电磁铁都带有不同类型的磁路。有的磁路由线圈和铁心组成，有的磁路由线圈、铁心和空气隙组成。

三、 交流电和三相交流电路

（一）交流电

所谓交流电是指大小和方向都随时间作周期性变化的电动势（电压或电流）。也就是说交流电是交变电动势、交变电压和交变电流的总称。交流电又可分为正弦交流电和非正弦交流电两类。正弦交流电的电流（或电压、电动势）随时间按正弦规律变化。非正弦交流电的电流（或电压、电动势）随着时间不按正弦规律变化。本节只讨论正弦交流电。

（二）正弦交流电的几个基本物理量

1.瞬时值和最大值

由于正弦交流电的电流（或电压、电动势）是随时间按正弦规律不断变化的，所以每一时刻的值都是不同的，把每一时刻的值叫作交流电的瞬时值。瞬时值中的最大值，叫作交流电的最大值。

2.频率、角频率和周期

频率是指在1秒钟内交流电变化的次数，其单位为Hz（赫兹）。

正弦交流电表达式中的o表示正弦交流电变化的快慢，称为角频率。

周期是指交流电变化一次所需要的时间，用T表示，单位是秒，用s表示。目前，我国的供电系统采用的交流电的频率为50 Hz，周期为0.02s。

（三）三相交流电路

三相交流电，即电路中的电源同时有三个交变电动势，这三个电动势的最大值相等、频率相同、相位互差120°，也称为对称三相电动势。三相电源的三个绕组及三相负载，

其常用的连接方式有两种∶星形（Y）连接和三角形（△）连接。

 （四）三相功率

电能使灯泡发光、电炉发热、电动机带动机器，这些都是电能做功的表现。做功的效果用电功率来衡量。所以三相电路计算中除了要计算电流、电压、电阻等以外，常常还要计算电功率。

在实际工作中，很多电气设备都标出它们的功率值，以说明它们做功能力的大小。

负载接在三相电源上，不论负载是星形连接或是三角形连接，它所消耗的总的有功功率必定等于各相有功功率之和，即

P=P_a+P_b+P_c

当负载对称时，每相的有功功率是相等的。