七、磁路和磁路定律(§13-7)

    1. 在磁介质分界面上磁感应线的折射

    (1)  根据BH的边界条件,可以得到磁感应线在两种磁介质分界面上的折射规律:

                            .

    (2)  由这一规律所得到的重要结论是:铁磁质具有把磁感应线集中在自己内部的性质。因为这种性质与导体能够将电流线集中在自己内部的性质是十分相似的,于是就提出了磁路的概念。

    2. 磁路的概念

    (1)  磁路是根据铁磁质的上述性质与电路相类比得到的,之所以能够进行这种类比,是因为具有下面两个相似条件:

    a)  铁磁质能够把磁感应线集中在自己内部的性质,与导体能够将电流线集中在自己内部的性质相似;

    b)  磁感应线是闭合线,与恒定电流场中的电流线是闭合线是相似的。

    (2)  几种常见的简单磁路:

    a)  绕有线圈的环状磁芯[如教材中图13-22(a)(b)所示],多用于对磁芯材料磁性的测量中。

    b)  教材中图13-23所表示的绕有线圈并开了缺口的环状磁芯,这是磁记录中所用磁头的基本结构。这种磁路可以看作磁芯与气隙的串联组合。

13-3

    c)  教材中图13-24所表示的是简单的并联磁路,由c区发出的磁感应线分成了两股,分别经过a区和b区,形成了两个并联的闭合磁路。这种磁路多用于变压器铁芯。

    d)  13-3所表示的磁路是圆柱状铁芯两侧的气隙与铁芯部分的串联,常用于磁电式仪表、电动机和发电机。

    3. 磁路定律

    (1)  首先应该明确,磁路定律是磁场高斯定理和安培环路定理这两个规律的共同体现。

    a)  下面的关系就是安培环路定理:

                ;

    b)  将上式写为

                          ,

这是磁场高斯定理的结果。因为磁路的边界就是磁感应管的管壁,磁感应线是不能从管壁上穿进和穿出的,所以根据磁场高斯定理,闭合磁路上任一横截面的磁通量都必定是相等的,故有

                              ,

可以从叠加号内提出。

    (2)  磁路与电路的对应关系:将电路中的关系

                            

与所得的磁路中的关系

                         

相比较,可以得到:NI0与电动势e 相对应,称为磁通势,用em表示;li /mi Si 与电阻li /si Si相对应,称为磁阻,用Rm表示;FRmi 与电势降落IRi相对应,称为磁势降落。于是就得到了下面的关系:

                           .

这就是磁路定律。物理学上经常使用这种相似、类比或对称的关系,从而得出十分重要的规律来。

       
XML 地图 | Sitemap 地图