傻傻分不清电路？专业电气学姐为你全方面解读（十七）

电，无处不在，不说我们的日常生活离不开电的应用，正像人们一直生活在空气中而眼睛却看不见空气一样，人们身边也存在着看不见却无处不在的电磁波。电与磁总是相伴相随的，所以，我们要学习了解电的相关知识，那就离不开磁的学习。

电与磁都是看不见摸不着的，它们都很抽象，于我们而言却又不会感到陌生。对于理论知识来讲，电和磁都不简单，但我个人看来，磁的相关知识还是会难于电的。《电工基础》的第三章讲的就是有关磁与电磁的内容。

想要学习交流电，就离不开电磁的知识，所以《电工基础》第三章的电磁知识在交流电部分也是非常重要的，可以说是之后几章交流电知识的基础之一。所以，我们很有必要熟练掌握第三章的内容，从简到难，一步步把课程第三章“磁与电磁”的内容个吃透。那么，废话不多说，大家跟着我的脚步进入这次的学习分享“磁场的基本概念与基本物理量”吧。

谈及磁，它的应用可谓横跨古今，比电早得多，我国出名的显然是闻名世界的司南，也就是现代的指南针，如下图17-1中所示。当然，随着电工技术的发展，磁与电磁的应用也会越发广泛，像电磁起重机、磁悬浮列车及电气控制电路中常见的接触器等都是电磁的实际引用。

图17-1

而磁体就是能够产生磁场的物质或材料，是一种奇特的物质，它有一种无形的力，既能吸引一些物质，又能排斥一些物质。比较常见的就是磁铁就是永磁体，另外，还有通电导体、通电线圈等也可是说是磁体，甚至我们人类的家园地球也是一个非常大的磁体。

磁体上磁性强的部分叫磁极，而一个磁体无论多么小都有两个磁极，至少直到目前为止，人们尚未发现只有一个磁极的磁体。可以在水(píng)面内自由转动的磁体，静止时总是一个磁极指向南方，另一个磁极指向北方，指向南的叫做南极（S极），指向北的叫做北极（N极）。当然，对于磁体而言，所谓的南极、北极并不仅仅是指地理上的南北极，如下图17-2中的各种磁铁。

图17-2

不用我多说大家也知道，两根磁铁之间同名磁极互相排斥，异名磁极相互吸引，这种磁极之间相互作用的磁力，是通过磁极周围的磁场传递的。磁极在自己周围空间里产生的磁场，对处在它里面的磁极均产生磁场力的作用。

英国物理学家法拉第提出，在电荷、电流或磁体周围存在着一种被他称为“场”的物质，正是这种“场”传递着电或磁的作用，他还进一步把这种看不见、摸不着的“场”用“场线”给出形象化的描绘，提出电场线和磁场线的概念。显然这个“场”已经已经得到世界的公认。

磁场线，又称磁感线或磁力线，它虽然在实际中看不见摸不着，但不妨我们可以通过某种手段去“观察”它。大家私下也可以做个小实验，在一块磁铁周围撒上一层薄薄的铁粉，如图17-2中所示，并不难发现，磁场线其实是一些闭合曲线，且越靠近磁极，铁粉越密。另外，大家也可以拿指南针放在磁铁周围的不同位置，就会可以发现指针的方向是变化的。

总而言之，磁体周围存在磁场，磁场可以用磁感线表示，磁感线是有方向的，在磁体内部是从南极指向北极，在磁体外部是从北极出来再进入南极，磁感线在磁极处密集，并在该出产生大磁场强度，离磁极越远，磁感线越疏。

在大家对磁有了一定的认识后，我们接着来学习磁场中的基本物理量吧。

1、磁感应强度B

磁感应强度是表征磁场中某点的磁场强弱和方向的基本物理量，用符号B表示，单位是T（特斯拉），是一个矢量。磁感应强度还有另一个常见的非法定计量单位“高斯（Gs）”，其中10000高斯=1特斯拉，所以高斯是一个很小的单位，目前已经很少使用。

磁感应强度可用磁感线的疏密程度来表示，磁感线的密集度称为磁通密度的地方磁感应强度大，在磁感线疏的地方磁感应强度小。其大小定义为：B=F/Il。

图17-3

在给定的磁场中，某一点的磁感应强度B的大小和方向都是确定的。所以图17-3的公式并不能简单说明磁感应强度与导体所受的力成正比，和流过导体的电流与导体的长度成反比。例如在不同磁场中，相同长度且流过相同大小电流的导体，它所受的安培力不同，就可以根据以上公式求出相应磁场的磁感应强度，当然，前提是匀强磁场，对非均匀磁场来说，以上公式显然不能使用。

上文中提到磁感应强度可用磁感线的疏密程度来表示，即通过磁场中某一点处垂直于B矢量的单位面积上的磁感应线数目（磁感应线密度）等于该点B的数值。很显然，磁场强的地方，B大，磁感应线密磁场弱的地方，B小，磁感应线稀。

磁感线若是直线，磁感应强度的方向就是磁感线的指向；曲线分布的磁场，曲线上某点的磁感应强度的方向指的是该点的切线方向。

1、磁通量φ

磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积A的乘积，称为通过该面积的磁通量φ，即φ=BA或B=φ/A。