1.4 电磁学基本概念解说
电和磁是不可分割的统一体，有电就有磁，有磁就有电。无线电中经常用到电磁学中的概念，还有许多电与磁的换能器件。
1.4.1 磁场与磁力线概念解说
【磁性、磁体、磁极、磁力概念解说】
表1-31是磁性、磁体、磁极和磁力概念解说。
表1-31 磁性、磁体、磁极和磁力概念解说
【磁场和磁力线解说】
表1-32是磁场和磁力线概念解说。
表1-32 磁场和磁力线概念解说
【电流磁场概念解说】
电流周围存在磁场。磁场总是伴随着电流而存在，电流永远被磁场所包围。如表1-33所示是电流磁场概念解说。
表1-33 电流磁场概念解说
1.4.2 磁通、磁感应强度、磁导率和磁场强度概念解说
表1-34是磁通、磁感应强度、磁导率和磁场强度概念解说。
表1-34 磁通、磁感应强度、磁导率和磁场强度概念解说
1.4.3 磁化、磁性材料和磁路概念解说
表1-35是磁化、磁性材料和磁路概念解说。
表1-35 磁化、磁性材料和磁路概念解说
图1-8是磁路示意图。关于磁路说明以下几点：
（1）为了获得较强的磁场，需要将磁通集中在磁路中。形成磁路的最好方法是用铁磁材料做成磁心，线圈绕在磁心上。
（2）由于铁磁材料制成的磁心其磁导率μ远大于空气的磁导率，所以磁通主要是沿磁心闭合，只有很少部分通过空气或其他材料。
（3）通过磁心的磁通称为主磁通，磁心外的磁通称为漏磁通，漏磁通愈小愈好。
（4）磁路按其结构不同分为无分支磁路和分支磁路两种，其中分支磁路又分成不对称分支磁路和对称分支磁路两种，这相当于电路中的并联电路。
（5）磁路不同于电路，电路可以有开路状态，可磁路没有开路状态，因为磁力线是不可能中断的闭合曲线。
图1-8 磁路示意图
关于磁与电，你想写点什么。
答：
平面互动练习
1.4.4 电磁感应和电磁感应定律概念解说
【电磁感应解说】
前面讲到电能够产生磁，电磁感应定律说明了磁也能够产生电。
图1-9是电磁感应现象示意图。当磁铁从上端向下插入时，会在线圈两端得到一个感应电动势，其极性为上正下负。如果磁铁在线圈中静止不动，则没有这一电动势。当磁铁从下向上插入时，感应电动势的方向为下正上负。
图1-9 电磁感应现象示意图
关于电磁感应主要说明以下几点：
（1）感应电动势又称感生电动势、感应电势、感生电势。
（2）产生电磁感应的条件是线圈中的磁通必须改变。当磁铁从上或从下插入线圈时都有感应电动势产生，这是因为磁铁运动引起了线圈中的磁通发生了改变。当磁铁在线圈中不运动时，没有感应电动势的产生，因为磁铁不运动线圈中的磁通没有改变。
（3）当线圈闭合时，由感应电动势产生的电流称为感应电流或感生电流。
【电磁感应定律解说】
感应电动势的大小与穿过线圈磁通的变化率成正比，这称为法拉第电磁感应定律。
当磁铁插入线圈中的速度愈快，磁通变化率愈高，感应电动势愈大；反之则愈小。
这一定律只能说明感应电动势的大小，不能说明感应电动势的方向。
1.4.5 自感、互感和同名端概念解说
【自感解说】
由于流过线圈本身的电流发生变化而引起的电磁感应叫自感应，简称自感。
图1-10电路可以说明自感现象。电路中的E是电源，EL是灯泡，L1是线圈（线圈的电阻很小，远小于灯泡的电阻），S1是开关。
图1-10 自感现象示意图
当开关S1刚接通时，由于L1的电阻远小于灯泡的电阻，所以电流只流过L1所在支路，没有电流流过灯泡，这样灯泡不亮。但是，当开关S1突然断开时，灯泡却突然很亮后熄灭，这一现象称为自感现象。
这一现象是因为开关断开时，L1中的磁通突然从有突变到零，这时L1两端要产生感应电动势，这一感应电动势加在灯泡的两端，使灯泡突然很亮。
对于自感说明以下几点：
（1）由自感产生的电动势称为自感电动势，简称自感电势。
（2）自感电动势与线圈本身的电感量成正比关系。线圈电感量是线圈的固有参数，电感量用L表示，L与线圈匝数和结构等情况有关。
（3）自感电动势还与线圈中电流的变化率成正比关系，当L一定时，电流变化愈快，自感电动势愈大；反之则小。
（4）对某一个具体线圈而言，L的大小反映了线圈产生自感电动势的能力。
（5）自感系数定义是：当一个线圈流过变化的电流时，电流产生的磁场使每匝线圈具有的磁通称自感磁通，整个线圈具有的磁通称为自感磁链，将线圈中通过单位电流所产生的自感磁链称为自感系数。
【互感解说】
图1-11是互感现象示意图。图中有线圈L1和线圈L2，其中在线圈L1回路中接入电池E1和开关S1，在线圈L2回路中接入检流计。
当开关接通后，检流计指针偏转一下后又停止，检流计的指针偏转说明有电流流过了线圈L2。
图1-11 互感现象示意图
开关S1接通后，线圈L1中的电流从无到有，在线圈L1中产生了变化的磁通，这一变化的磁通穿过了线圈L2。由于线圈L2中存在变化的磁通，所以在线圈L2两端要产生感应电动势，便有感应电流。当开关接通一段时间后，由于是直流电源，线圈L1中的电流大小不变，其磁通也不再变化，线圈L2中没有变化的磁通就不能产生感应电动势，所以检流计的指针不再偏转。一个线圈中的电流变化，引起另一个线圈中产生感应电动势的现象称为互感现象，简称互感。
关于互感说明以下几点：
（1）互感现象说明线圈L1和线圈L2之间存在磁耦合，又称为互感耦合。
（2）为了定量表征互感耦合情况，引入了互感系数这个量，互感系数用M表示。它的大小等于一个线圈中通过单位电流时，在另一个线圈中产生的互感磁链。互感M表征了磁交链的能力。
（3）线圈间具有的互感系数M是互感线圈的固有参数，它的大小与两个线圈的匝数、相互间位置、几何尺寸等因素有关。
（4）由互感所产生的电动势称为互感电动势，简称互感电势。当两个线圈确定后，一个线圈上互感电动势的大小正比于另一个线圈中的电流变化率。
（5）互感电动势不仅有大小还有方向，这一电动势的方向可以用同名端方法来确定。
【互感线圈同名端解说】
图1-12是同名端示意图，将线圈绕向一致且感应电动势极性一致的端点称为同名端。图1-12（a）中，线圈L1和线圈L2同绕在一个铁心上，从图中可以看出，1端和4端是两线圈的头，且两线圈的绕向相同，所以是同名端，电动势的极性一致。2、3端也是同名端，1、2端之间极性相反，称为异名端。
同名端常用黑点表示，如图中所示，标有黑点的端是同名端，在电路图中的表示方式如图1-12（b）所示。
图1-12 同名端示意图
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1.4.6 屏蔽概念解说
【屏蔽概念解说】
给变压器的初级线圈通入交流电后，在线圈周围产生了磁场，尽管由铁心给绝大部分磁力线构成了磁路，但是仍有一小部分磁力线散布在变压器附近的一定空间范围内。
如果变压器散发的这些残余磁力线穿过变压器附近的其他线圈（或电路），在其他线圈中也要产生感生电动势，这便是磁干扰，是不允许的。为此，要给变压器加上屏蔽壳，使变压器中的磁场不向外辐射。
【低频屏蔽解说】
变压器的屏蔽壳不仅可以防止变压器干扰其他电路的正常工作，同时也可以防止其他散射磁场对变压器正常工作的干扰。
在低频变压器中，采用铁磁材料制成一个屏蔽盒（如铁皮盒），将变压器包起来。由于铁磁材料的磁导率高，磁阻小，所以变压器产生的磁力线由屏蔽壳构成回路，防止了磁力线穿出屏蔽壳，使壳外的磁场大大减小。
同理，外界的杂散磁力线也被屏蔽壳所阻挡，不能穿到壳内来。
【高频屏蔽解说】
在高频变压器中，由于铁磁材料的磁介质损耗大，所以不用铁磁材料作为屏蔽壳，而是采用电阻很小的铝、铜材料制成。当高频磁力线穿过屏蔽壳时，产生了感生电动势，此电动势又被屏蔽壳所短路（屏蔽壳电阻很小），产生涡流，此涡流又产生反向磁力线去抵消穿过屏蔽壳的磁力线，使屏蔽壳外的磁场大大减小，达到屏蔽的目的。