深入理解全电流定律的作用与应用

凡是电流均会在其周围产生磁场，这就是电流的磁效应，即所谓“电生磁”。例如电流通过一根直的导线，在导体周围会产生磁场，通常用磁力线描述。磁力线是以导体为轴线的同心圆，磁力线的方向可根据电流的方向由右手螺旋定则确定，如图0-1所示。

如果是电流通过导体绕成的线圈，产生的磁场的磁力线方向仍可以用右手螺旋定则确定，这时，使弯曲的四指方向与电流方向一致，则大拇指的方向即为线圈内磁力线的方向，如图0-1所示。

图0-1　电流方向与磁力线方向的关系

1.磁感应强度B

磁场中任意一点的磁感应强度B的方向，即为过该点磁力线的切线方向，磁感应强度B的大小为通过该点与B垂直的单位面积上的磁力线的数目。磁感应强度B的单位为T，工程上常采用Gs为单位，其换算关系为

1T=104Gs

2.磁通量Φ

穿过某一截面S的磁感应强度B的通量，即穿过某截面S的磁力线的数目称为磁通量，简称磁通（Φ），并有

设磁场均匀，且磁场与截面垂直，上式可简化为

Φ=BS

磁通的单位为Wb。有时沿用Mx为单位，其换算关系为

1Wb=108Mx

由上式可知，磁场均匀，且磁场与界面垂直时，磁感应强度的大小可以用下式表示

因此，磁感应强度又称为磁通密度。其单位与磁通和面积的单位相对应，即(www.xing528.com)

3.磁场强度H

磁场强度H是为建立电流与由其产生的磁场之间的数量关系而引入的物理量，其方向与B相同，其大小与B之间相差一个导磁介质的磁导率μ，即

磁导率μ是反映导磁介质性能的物理量，磁导率μ越大的介质，其导磁性能越好。磁导率的单位是H/m，真空中的磁导率μ0=4π×10-7H/m，其他导磁介质的磁导率通常用μ0的倍数来表示，即

式中：为导磁介质的相对磁导率。

铁磁性材料的相对磁导率μr=2000～6000，但不是常数，非铁磁性材料的相对磁导率μr=1，且为常数。磁场强度的单位为A/m，工程上常沿用A/cm为单位。

4.全电流定律

磁场中沿任一闭合回路l对磁场强度H的线积分等于该闭合回路所包围的所有导体电流的代数和。其数学表达式为

这就是全电流定律，当导体电流的方向与积分路径的方向符合右手螺旋定则是为正，如图0-2中的I1和I3；反之为负，如图0-2中的I2。

图0-2　全电流定律

图0-3　磁路示意图