大家都知道,磁铁具有吸引铁、钴、镍等物质的性质。磁铁的这种性质,称为磁性。在技术上,凡具有磁性的物体均称为磁体,能够长期保留磁性的物体称为永久磁体(简称永磁体或永磁)。电动自行车使用的直流电动机中就有永磁体,因而被称为永磁直流电动机。
磁体最早的应用是制作指南针,如图1-3(a)所示。指南针具有自动指示南北的作用,其中指向北方的一端叫北极,用字母N表示,简称N极;指向南方的一端叫南极,用字母S表示,简称S极。磁体的一个重要性质是:一个磁体都有S、N两个磁极。磁体的形状不同,磁极的位置也不同。磁针的两个磁极分别在两个针尖上,条形磁铁和马蹄形磁铁的两个磁极分别在它的两端。如图1-3(b)(c)所示,磁体的两极处磁性最强。磁体的另一个重要性质是:同性磁极相斥,异性磁极相吸。也就是说:两个磁体,如果它们的S极或N极靠近,就会相互排斥;如果它们的S极和N极靠近,则相互吸引。可以这样讲,永磁直流电动机中转子的旋转就是同性磁极相互排斥、异性磁极相互吸引的结果。
(a)指南针
(b) 条形磁铁
(c)马蹄形磁铁
图1-3 常见的几种磁铁
两块磁体相互排斥或相互吸引的作用力称为磁力。凡有磁力存在的地方(或范围),在技术上称这些地方存在着磁场。也就是说,磁体周围存在着磁场。为了形象化地说明磁场的存在,通常用磁力线来表示。以条形磁铁为例,如果将许多个小磁针摆放在其周围的磁场内,则小磁针就会在磁力的作用下,一个小磁针的N极(黑端)和另一个小磁针的S极(白端)相连接,非常有规律地排成如图1-4(a)所示的形状,这种情况就表示磁铁的磁力线。条形磁体的磁力线(磁场)分布如图1-4(b)所示。
(a)用小磁针演示磁力线
(b)磁场分布
图1-4 条形磁铁的磁力线与磁场分布
一个磁体的磁力线是很密集的。为了说明和研究问题的方便,在技术上规定:磁场里任何一点上的磁力线都是由N极指向S极;磁力线在磁体外部是由N极出发而终止于S极,在磁体内部是由S极到N极,形成一闭合回路;磁力线的密集程度间接表示磁场的强弱。例如,磁体的两个磁极处磁场最强,磁力线应当最密集;而磁场最弱的地方,磁力线应当最稀疏。