电工电子技术之电磁学基础课件.pptx

电工电子技术之电磁学基础课件

目

录

CONTENCT

电磁学基础概述

电场与电介质

磁场与磁介质

电磁感应与麦克斯韦方程组

交流电与交流电路

电工电子技术的应用实例

电磁学基础概述

古代电磁学

近代电磁学

现代电磁学

古希腊哲学家泰勒斯首次记录了摩擦琥珀可以吸引轻小物体，这是最早的静电现象的观察。

19世纪初，英国科学家迈克尔·法拉第和詹姆斯·克拉克·麦克斯韦的理论研究，奠定了经典电磁学的基础。

随着量子力学和相对论的发展，现代电磁学在理论和应用上都取得了重大突破。

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电力传输

无线通信

磁存储

传感器技术

硬盘和磁带等存储介质利用了磁记录技术。

电磁波用于传输信号，如无线电、手机通信和卫星通信。

基于电磁感应定律，变压器用于升高或降低电压。

各种电磁感应传感器在检测和自动化控制中广泛应用。

磁场

电流

电磁感应

磁通量

由电流或磁体产生的场，对在其中运动的电荷施加力。

电荷的定向移动产生电流，电流在磁场中受到力的作用。

当磁场发生变化时，会在导体中产生电动势，进而产生电流。

描述磁场分布的物理量，其变化会产生感应电动势。

电场与电介质

电场是物质存在的一种形式

电场由电荷产生，并作用于其他电荷，是一种客观存在的物质形态。

电介质是能够阻止电场通过的物质，通常具有较高的电阻。

在电场作用下，电介质中的分子会发生定向排列，形成宏观的极化现象。

电介质中的载流子迁移率较低，导电能力远低于金属导体。

电介质定义

电介质的极化

电介质的导电机制

电荷分布决定静电场的分布，静电场由静止电荷产生。

在动态电场中，电荷分布会随时间变化，从而影响电场的分布和强度。

电荷分布与动态电场

电荷分布与静电场

磁场与磁介质

磁场是由磁体或电流产生的一种特殊物质形态，具有方向性和磁力作用。

磁场对处于其中的磁体或电流产生作用力，即安培力或洛伦兹力。

磁场具有矢量性，可以用矢量场表示，其方向与小磁针静止时北极所指方向相同。

磁场具有相对性，即磁场的方向和大小随着参考系的选择而变化。

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磁介质是指能够被磁场影响的物质，包括各种类型的磁性材料。

磁介质是指能够被磁场影响的物质，包括各种类型的磁性材料。

磁介质是指能够被磁场影响的物质，包括各种类型的磁性材料。

磁介质是指能够被磁场影响的物质，包括各种类型的磁性材料。

磁场与磁介质相互作用产生磁力，这种磁力可以表现为吸力或斥力。

在磁场中，不同磁介质的磁化程度不同，产生的附加磁场也不同，因此会影响原磁场。

磁介质在磁场中的行为可以通过磁路和电磁感应等效应来描述和计算。

磁场与磁介质的作用在电工电子技术中有着广泛的应用，如变压器、电机、电磁铁等。

磁场对电流有作用力，即安培力或洛伦兹力，因此电流在磁场中会受到力的作用而改变分布。

在导体中，磁场与电流相互作用产生电动势，电动势的大小与导体在磁场中的位置、导体运动状态等因素有关。

电流的分布受到磁场的影响，电流的路径和方向会发生变化，形成电磁感应现象。

磁场与电流分布的关系是电工电子技术中的重要基础，对于电力传输、电机控制等领域有着重要的意义。

电磁感应与麦克斯韦方程组

总结词

详细描述

法拉第电磁感应定律是描述磁场变化与感应电动势之间关系的定律。

当磁场发生变化时，会在导体中产生电动势，电动势的大小与磁场变化的速率成正比。这个定律是电磁感应的基础，对于理解发电机和变压器的工作原理非常重要。

楞次定律是描述感应电流方向与磁场变化之间关系的定律。

总结词

当磁场发生变化时，会在导体中产生感应电流，感应电流的方向总是阻碍磁场的变化。这个定律是电磁感应的重要应用，例如在交流发电机中，感应电流的方向会随着磁场的变化而变化。

详细描述

总结词

麦克斯韦方程组是描述电磁场基本规律的方程组。

详细描述

麦克斯韦方程组包括四个方程，分别描述了电场、磁场、电荷密度和电流密度之间的关系。这个方程组是电磁波传播、电磁场分布和电磁力作用的基础，对于电工电子技术和物理学的发展具有重要意义。

交流电与交流电路

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正弦交流电

产生方式

变化规律

是指随时间按正弦规律变化的电压和电流。

发电机、变压器等设备可将直流电转换为交流电。

正弦交流电的大小和方向随时间按正弦函数规律变化。

相量法

阻抗三角形

功率三角形

用于分析阻抗、电感和电容之间的关系。

用于分析有功功率、无功功率和视在功率之间的关系。

将正弦交流电转换为复数表示，便于计算和分析。

有功功率

无功功率

视在功率

效率

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表示电路实际消耗的功率，单位为瓦特。

表示电路与电源之间交换的功率，单位为乏。

表示电路总功率，单位为伏安。

表示电路输出功率与输入功率之比，通常用于评估电源或电动机的性能。

由三个相位差为120度的正弦交流电源组成。

三相电源

三相负载