西門子控制器6ES7313-5BG04-0AB0

在前一節課中我們學習了電流的磁場及磁場方向與安培右手定則，了解了磁場和電場都是一種特殊的物質，是一種人的感覺器官無法看見，也無法觸摸到的。而為了描述磁場的性質，這里給大家介紹幾個描述磁場性質基本物理量之一的：磁場強度（磁感應強度）。

磁感應強度（磁場強度）

定義：反應磁場強弱的物理量稱為磁感應強度（磁通密度），用大寫字母B表示，其定義為：在磁場中，垂直于磁場方向的通電導體受到的磁場作用與電流強度和導體長度乘積的比值，叫做通電直導線所在處的磁感應強度的大小。其數學表達式為：

上面的磁感應強度公式中：

• F：表示載流導線所受的電磁力，單位：牛頓（N）；

• I：表示導線中通過的電流，單位：安倍（A）；

• L：表示與磁場方向垂直的導線長度，單位：米（m）；

• B：表示導線所在位置的磁感應強度，單位：特斯拉，簡稱特，以大寫字母“T”表示，或者韋伯/米²（Wb/m²）。

數量解釋：1特斯拉在數值上等于長度為1米并與磁場相垂直的導線，通過1安倍電流時，它所受的電磁力為1牛頓（N）時的磁場感應強度。磁感應強度B是個矢量，其方向就是磁針在磁場中某點靜止時N極別所指的方向。

若在磁場中的各點處，載流導線所受到的電場力F的大小相等，方向相同，這就表明磁場中各點的磁感應強度都相同。這樣的磁場稱為均勻磁場，對均勻磁場可用疏密均勻、方向相同的磁力線表示。

高斯與特斯拉單位換算

在工程計算中，磁感應強度的單位常用高斯（CGS制中磁感應強度或磁通量的單位），簡稱“高”，常用符號G或Gs表示。他與國際單位制中的特斯拉（T）的換算關系為：

• 1 G = 10^-4 T＝0.1 mT

• 1 T = 10000 G

一般磁鐵周圍的磁場，其B約為0.2~0.7特，變壓器鐵芯中的B磁場強度B的最大值可達0.9~1.8特

實驗證明當電流過導體時，由于自由電子的碰撞，導體的溫度會升高。這是因為導體吸收的點電能轉換成為熱能的緣故。這種現象叫做電流的熱效應。電流通過導體時所產生的熱量與電流強度的平方、導體本身的電阻、以及電流通過的時間成正比。這一結論稱為焦耳——楞次定律，其數學表達式為：Q=I2Rt，公式中：

Q：電流通過導體所產生的熱量，單位：焦耳（J）；
I：通過導體的電流，單位：安（A）；
R：導體的電阻，單位：歐（Ω）

如果熱量以卡位單位，則Q=I?Rt公式可寫成：Q=0.24I2Rt=0.24Pt，此公式稱為焦耳-楞次定律。其中t的單位為妙，R的單位是歐，I的單位是安，熱量的單位是卡。

電流的熱效應在生產上有許多應用。電燈是利用電流產生的熱使得燈絲達到白熾狀態而發光，熔斷器是利用電流產生的熱使其熔斷而切斷電源。電流的熱效應也是近代工業中的一種重要加熱方式，如利用電爐煉鋼，電機通電烘干等。電流的熱效應也有它不利的一面，由于構成電氣設備的導線存在電阻，所有電氣設備在工作時要發熱，使溫度升高。如果電流過大，溫度升高多就會加速絕緣體老化，甚至損壞設備。為了保證電氣設備能正常工作，各種設備都規定了限額，如額定電流、額定電壓、和額定電功率等。

電器設備的額定值通常用下標“e”表示，如Ie、Ue、Pe等，各種電器設備的銘牌上都有標注他們的數值