3.1.3 电流与磁场
研究表明,磁体并不是磁场的唯一来源,在通电导体的周围也存在着磁场。有电流就会产生磁场,电流在磁场中会受到安培力的作用。
(1)通电直导线周围的磁场
3.4 直线电流的磁场
通电直导线周围磁场的磁感线是以直导线上各点为圆心的一些同心圆,这些同心圆位于与导线垂直的平面上,且距导线越近,磁场越强;导线电流越大,磁场也越强。
通电直导线的磁场可用右手螺旋定则判定。方法是:用右手的大拇指伸直,四指握住导线,当大拇指指向电流时,其余四指所指的方向就是磁感线的方向,如图3-6所示。
图3-6 判定通电直导线的磁场
记忆口诀
导体通电生磁场,右手判断其方向。
伸手握住直导线,拇指指向流方向,
四指握成一个圈,指尖指示磁方向。
(2)通电线圈的磁场
3.5 螺旋管电流的磁场
通电线圈(螺线管)产生的磁感线形状与条形铁相似。螺线管内部的磁感线方向与螺线管轴线平行,方向由S极指向N极;外部的磁感线由N极出来进入S极,并与内部磁感线形成闭合曲线。改变电流方向,磁场的极性就对调。
通电线圈的磁场方向仍然用右手螺旋定则判定。方法是:右手的大拇指伸直,用右手握住线圈、四指指向电流的方向,则大拇指所指的方向便是线圈中磁感线N极的方向。通常认为通电线圈内部的磁场为匀强磁场,如图3-7所示。
图3-7 判定通电线圈的磁场
记忆口诀
通电导线螺线管,形成磁场有北南。
右手握住螺线管,电流方向四指尖。
拇指一端为N极,另外一端为S极。
(3)环形电流的磁场
环形电流的磁场,其磁感线是一系列围绕环形导线,并且在环形导线的中心轴上的闭合曲线,磁感线和环形导线平面垂直。
环形电流及其磁感线的方向,也可以用安培定则来判定。方法是:右手弯曲的四指和环形电流的方向一致,则伸直的大拇指所指的方向就是环形导线中心轴上磁感线的方向,如图3-8所示。
图3-8 判定环形电流的磁场
(4)交变磁场及应用
当线圈通过交流电时,线圈周围将产生交变磁场。利用这个原理可以制作消磁器,用来对需要消磁的物体进行反复磁化,最终达到消磁的目的,如图3-9所示。
图3-9 用消磁器消除机床设备上的剩余残磁
(5)磁屏蔽及应用
在电子设备中,有些部件需要防止外界磁场的干扰。为解决这种问题,就要用铁磁性材料制成一个罩子,把需防干扰的部件罩在里面,使它和外界磁场隔离,也可以把那些辐射干扰磁场的部件罩起来,使它不能干扰别的部件。这种方法称为磁屏蔽。
磁屏蔽广泛用于电子电路中,主要用于防止一些高频电子装置受到外界磁场的干扰,也可防止高频电子装置产生的磁场干扰外界通信,如图3-10所示。
图3-10 磁屏蔽的作用