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磁路与电路的相似性探讨摘要：随着教育教学改革地不断深入，教师应站在科学的高度把握教材。
本文将相似理论的观点赋予电路与磁路的教学中，从磁路与电路中的基本物理量、基本定律、分析方法等方面对磁路问题和电路问题进行了分析比较，得出了磁路与电路具有相似性的结论，并指出了磁路与电路的差异。可使学习者借用熟悉的电路基础知识和分析方法去理解和掌握磁路，使较难的磁路问题变得简单易懂，并有益于教师提高教学效果。
关键词：磁路；电路；相似性相似理论是站在科学的高度且带有哲学意义的思维理论，具有较高的理论价值和应用价值，物理教学时可以将相似理论赋予其中。例如：在磁路的教学中将相似理论赋予其中，利用其与电路的相似性进行教学，对提高教学效果十分有益。
下面，我们从磁路与电路的基本物理量、基本定律、分析方法等几个方面，探讨磁路与电路的相似性。电路是电流流过的回路，它是由电路元件按一定方式连接起来的整体。
磁路是人为造成的磁通易通的路径，它利用具有高磁导率的物质制成一定的形状结构，其周围绕有通有电流的激励磁场的线圈（有些场合也可用永磁体作为磁场激励源）有时还是由适当大小的空气隙组成的整体。1 磁路与电路的基本物理量的比较（a）在电路中，用电流i这个物理量，描述电流的强弱。
在磁路中，用磁通Φ来描述通过某一面积的磁感应线的多少。即磁路中的磁通Φ与电路中的电流i相似。
（b）在电路中，有电压U这个物理量，它使某段电路中产生电流。在磁路中，有磁压降Uحm这个物理量，它使某段磁路中产生磁通。
即磁路中的磁压降Uحm相当于电路中的电压降U。(c)电路中用电源电动势E这个物理量，表示电源把其它形式的能转变为电能的本领。
磁路中，用磁通势Fحm 这个物理量表示磁源励磁的情况。即磁路中的磁通势相当于电路中的电源电动势。
（d）电路中，用电流密度j=I/S这个物理量，描述电路中某点电流的强弱和方向。在磁路中用磁通密度B=Φ/S这个物理量描述磁场的强弱和方向。
即磁路中的磁通密度与电路中的电流密度相似。（e）在电路中有电阻R，表示导体对电流的阻碍作用。
在磁路中有磁阻Rحm，表示磁路对磁通所起的阻碍作用。即磁路中的磁阻Rحm相当于电路中的电阻R。
(f)在电路中电阻的倒数称为电导G。在磁路中磁阻的倒数称为磁导Aحm。
即磁路中的磁导Aحm与电路中的电导G相似。2 磁路与电路的基本定律的比较（a）在电路中，一段电路中的电流与电压、电阻的关系用欧姆定律U=RI来描述。
在磁路中，一段磁路中的磁通与磁压降、磁阻的关系用磁路的欧姆定律Uحm=RحmΦ来描述。即磁路的欧姆定律与电路中的欧姆定律极为相似。
（b）在电路中，有基尔霍夫电流定律：对任一电路中的任一节点（也可推广为闭合面），在任一时刻流入的电流之和一定等于从该节点流出的电流之和，即∑I=0。在磁路中，有磁通连续性原理：对于磁路中的任一闭合面，在任一时刻，穿过该闭合面的磁通之和一定等于穿出这个闭合面的磁通之和，即∑Φ=0。
此式与电路中的基尔霍夫定律相似，所以称此为磁路的基尔霍夫第一定律。（c）在电路中，有基尔霍夫电压定律：对于任一电路中的任一回路，在任一时刻，沿该回路的所有支路的电压降之和恒等于零。
即∑U=∑E。在磁路中，有安培环路定律：对于磁路中的任一闭合路径，在任一时刻，沿该闭合路径中的各段磁压降之和等于围绕此闭合路径的所有磁通势之和，即∑HL=∑Fحm。
此定律与电路中的基尔霍夫电压定律相似，所以称此定律为磁路的基尔霍夫第二定律。通过对磁路与电路的基本物理量、基本定律的分析比较可见：二者无论是基本物理量还是基本定律都具有相似性。
即：磁通Φ相似于电流I；磁压降Uحm相似于电压降U；磁通势Fحm相似于电源电动势E；磁通密度B相似于电流密度J；磁阻Rحm相似于电阻R；磁导Aحm相似于电导G；磁通连续性原理相似于基尔霍夫电流定律；安培环路定理相似于基尔霍夫电压定律；磁路的欧姆定律相似于电路的欧姆定律。由以上两个方面的分析比较可见，磁路与电路在表征其性质的物理量及其相互关系的数学表达式上都有相似性，因此可以类比教学。
3 磁路与电路分析方法的比较综合上述三个方面的分析比较，我们可得出以下结论：磁路与电路具有相似性。由于磁路与电路具有相似性，因此，在学习磁路的基本物理量和基本定律时，可以仿照电路中的基本物理量和基本定律去理解掌握；分析电路中的一些方法，在分析磁路时也可使用。
这样可使较难理解和掌握的磁路问题变得简单易懂。磁路与电路相似，并不等于相同，两者在很多方面也存在差异，主要有以下四个方面。
（a）磁路中有磁饱和现象，在一定磁路中，通过的磁通量的大小受到严格的限制，而在充分冷却的电路中，流过的电流的大小几乎是不受限制的。（b）磁通在磁路中的传播速度远小于电路中电流的传播速度。
（c）电路中的电流表示带电质点的运动，因而通过电阻时要消耗能量，使电阻发热。而磁通并不代表质点的运动，只是描述磁场的一个物理量，它通过磁阻时不消耗功率，因而不存在磁路的热效应。
d）电路中导电材料与绝缘材料的导电率。
2.从零开始学电路基础的作品目录
第一章 电路与电场基础知识 第一节 电路及其基本物理量 电流流过的回路叫做电路，又称导电回路。
最简单的电路，是由电源、负载、导线、开关等元器件组成。电路导通叫做通路。
只有通路，电路中才有电流通过。电路某一处断开叫做断路或者开路。
如果电路中电源正负极间没有负载而是直接接通叫做短路，这种情况是决不允许的。另有一种短路是指某个元件的两端直接接通，此时电流从直接接通处流经而不会经过该元件，这种情况叫做该元件短路。
开路（或断路）是允许的，而第一种短路决不允许，因为电源的短路会导致电源、用电器、电流表被烧坏。电路（英语：Electrical circuit）或称电子回路，是由电器设备和元器件， 按一定方式连接起来，为电荷流通提供了路径的总体，也叫电子线路或称电气回路，简称网络或回路。
如电源、电阻、电容、电感、二极管、三极管、晶体管、IC和电键等，构成的网络、硬件。负电荷可以在其中流动。
第二节 电阻及电阻定律 电阻（Resistance，通常用“R”表示），在物理学中表示导体对电流阻碍作用的大小。导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大。
不同的导体，电阻一般不同，电阻是导体本身的一种特性。电阻将会导致电子流通量的变化，电阻越小，电子流通量越大，反之亦然。
导体的电阻R跟它的长度L成正比，跟它的横截面积S成反比，还跟导体的材料有关系，这个规律就叫电阻定律（law of resistance），公式为R=ρL/S 。其中ρ：制成电阻的材料电阻率，L：绕制成电阻的导线长度，S：绕制成电阻的导线横截面积，R：电阻值。
公式：R=ρL/S,R=U/I ρ——制成电阻的材料电阻率，国际单位制为欧姆 · 米（Ω · m） ;L——绕制成电阻的导线长度，国际单位制为米（m）;S——绕制成电阻的导线横截面积，国际单位制为平方米（m2） ;R——电阻值，国际单位制为欧姆，简称欧（Ω）；U——电压值，国际单位制为伏特，简称伏（v）;I——电流值，国际单位制为安培，简称安（A）。其中：ρ叫电阻率：某种材料制成的长1米、横截面积是1平方米的导线的电阻，叫做这种材料的电阻率。
是描述材料性质的物理量。国际单位制中，电阻率的单位是欧姆·米，常用单位是欧姆·平方毫米/米。
与导体长度L，横截面积S无关，只与物体的材料和温度有关，有些材料的电阻率随着温度的升高而增大，有些反之。电阻率1.电阻率ρ不仅和导体的材料有关，还和导体的温度有关。
在温度变化不大的范围内，：几乎所有金属的电阻率随温度作线性变化，即ρ=ρo(1+at)。式中t是摄氏温度，ρo是O℃时的电阻率，a是电阻率温度系数。
⒉由于电阻率随温度改变而改变，所以对于某些电器的电阻，必须说明它们所处的物理状态。如一个220 V -100 W电灯灯丝的电阻，通电时是484欧姆，未通电时只有40欧姆左右。
⒊电阻率和电阻是两个不同的概念。电阻率是反映物质导电性能好坏的属性，电阻是反映物体对电流阻碍作用的属性。
电阻率是一个反应材料导电性能的物理量。电阻率数值上等于单位长度、单位截面的某种物质的电阻，其倒数为电导率。
电阻率与导体的长度、横截面积等因素无关，是导体材料本身的电学性质，由导体的材料决定，且与温度有关。电阻率在国际单位制中的单位是Ω·m，读作欧姆米，简称欧米。
常用单位为“欧姆·厘米”。电阻率较低的物质被称为导体，常见导体主要为金属，而自然界中导电性最佳的是银。
其他不易导电的物质如玻璃、橡胶等，电阻率较高，一般称为绝缘体。介于导体和绝缘体之间的物质 （如硅） 则称半导体。
第三节 导体、绝缘体、半导体和超导体 导体是善于导电的物体，即是能够让电流通过材料；不善于导电的物体叫绝缘体。（并不是能导电的物体叫导体，不能导电的物体叫绝缘体，这是一般人常犯的错误）金属导体里面有自由运动的电子，导电的原因是自由电子.半导体随温度升高其电阻率逐渐变小，导电性能大大提高，导电原因是半导体内的空穴和电子对。
在科学及工程上常用利用欧姆来定义某一材料的导电程度。能够让电流通过的材料，导体依其导电性还能够细分为超导体、导体、半导体、及绝缘体。
在科学及工程上常用利用欧姆来定义某一材料的导电程度。它们使电力极容易地通过它们。
当电流在导体内流过时，事实上是因为导体内的自由电荷（在金属中的自由电荷是电子，而在溶液中的自由电荷则为阴、阳离子）产生漂移而造成的，根据材料的不同，自由电荷的漂移方式也不相同：在超导体中，电子几乎不受原子核的干扰而能够快速移动；而在导体内电子的移动受限于该材料所造成的电子海的能阶大小；而在半导体内，电子能够移动是因为电子-空穴效应；而绝缘体则是电子受限于分子所构成的共价键，使得电子要脱离原子是一件非常困难的事。因此，没有绝对绝缘的绝缘体，只要有足够大的能量（例如高压电）就可以使电子得以通过某绝缘体。
而在溶液中的电子流动是因为离子游动而造成的，能够让电流通过的溶液称为电解质溶液。不善于传导电流的物质称为绝缘体（Insulator），绝缘体又称为电介质引。
它们的电阻率极高。绝缘体的定义：不容易导电的物体叫做绝缘体。
3.变压器基础知识
变压器是利用电磁感应原理传输电能或信号的器件。
具有变压 变流 变阻抗和隔离的作用。 一、变压器的基本原理 当一个正弦交流电压u1加在初级线圈两端时，导线中就有交变电流i1并产生交变磁通ф1，它沿着铁心穿过初级线圈和次级线圈形成闭合的磁路。
在次级线圈中感应出互感电势u2，同时ф1也会在初级线圈上感应出一个自感电势e1,e1的方向与所加电压u1方向相反而幅度相近，从而限制了i1的大小。为了保持磁通ф1的存在就需要有一定的电能消耗，并且变压器本身也有一定的损耗，尽管此时次级没接负载，初级线圈中仍有一定的电流，这个电流我们称为“空载电流”。
如果次级接上负载，次级线圈就产生电流i2，并因此而产生磁通ф2，ф2的方向与ф1相反，起了互相抵消的作用，使铁心中总的磁通量有所减少，从而使初级自感电压e1减少，其结果使i1增大，可见初级电流与次级负载有密切关系。当次级负载电流加大时i1增加，ф1也增加，并且ф1增加部分正好补充了被ф2所抵消的那部分磁通，以保持铁心里总磁通量不变。
如果不考虑变压器的损耗，可以认为一个理想的变压器次级负载消耗的功率也就是初级从电源取得的电功率。变压器能根据需要通过改变次级线圈的圈数而改变次级电压，但是不能改变允许负载消耗的功率。
二、变压器的损耗 当变压器的初级绕组通电后，线圈所产生的磁通在铁心流动，因为铁心本身也是导体，在垂直于磁力线的平面上就会感应电势，这个电势在铁心的断面上形成闭合回路并产生电流，好象一个旋涡所以称为“涡流”。这个“涡流”使变压器的损耗增加，并且使变压器的铁心发热变压器的温升增加。
由“涡流”所产生的损耗我们称为“铁损”。另外要绕制变压器需要用大量的铜线，这些铜导线存在着电阻，电流流过时这电阻会消耗一定的功率，这部分损耗往往变成热量而消耗，我们称这种损耗为“铜损”。
所以变压器的温升主要由铁损和铜损产生的。 由于变压器存在着铁损与铜损，所以它的输出功率永远小于输入功率，为此我们引入了一个效率的参数来对此进行描述，η=输出功率/输入功率。
三、变压器的材料 要绕制一个变压器我们必须对与变压器有关的材料要有一定的认识，为此这里我就介绍一下这方面的知识。 1、铁心材料： 变压器使用的铁心材料主要有铁片、低硅片，高硅片，的钢片中加入硅能降低钢片的导电性，增加电阻率，它可减少涡流，使其损耗减少。
我们通常称为加了硅的钢片为硅钢片，变压器的质量所用的硅钢片的质量有很大的关系，硅钢片的质量通常用磁通密度b来表示，一般黑铁片的b值为6000-8000、低硅片为9000-11000，高硅片为12000-16000, 2、绕制变压器通常用的材料有 漆包线，沙包线，丝包线，最常用的漆包线。对于导线的要求，是导电性能好，绝缘漆层有足够耐热性能，并且要有一定的耐腐蚀能力。
一般情况下最好用q2型号的高强度的聚脂漆包线。 3、绝缘材料 在绕制变压器中，线圈框架层间的隔离、绕阻间的隔离，均要使用绝缘材料，一般的变压器框架材料可用酚醛纸板制作，层间可用聚脂薄膜或电话纸作隔离，绕阻间可用黄腊布作隔离。
4、浸渍材料： 变压器绕制好后，还要过最后一道工序，就是浸渍绝缘漆，它能增强变压器的机械强度、提高绝缘性能、延长使用寿命，一般情况下，可采用甲酚清漆作为浸渍材料。还有这个： 变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流）。
变压器由铁芯（或磁芯）和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。 一、分类 按冷却方式分类：干式（自冷）变压器、油浸（自冷）变压器、氟化物（蒸发冷却）变压器。
按防潮方式分类：开放式变压器、灌封式变压器、密封式变压器。 按铁芯或线圈结构分类：芯式变压器（插片铁芯、c型铁芯、铁氧体铁芯）、壳式变压器（插片铁芯、c型铁芯、铁氧体铁芯）、环型变压器、金属箔变压器。
按电源相数分类：单相变压器、三相变压器、多相变压器。 按用途分类：电源变压器、调压变压器、音频变压器、中频变压器、高频变压器、脉冲变压器。
二、电源变压器的特性参数 1、工作频率 变压器铁芯损耗与频率关系很大，故应根据使用频率来设计和使用，这种频率称工作频率。 2、额定功率 在规定的频率和电压下，变压器能长期工作，而不超过规定温升的输出功率。
3、额定电压 指在变压器的线圈上所允许施加的电压，工作时不得大于规定值。 4、电压比 指变压器初级电压和次级电压的比值，有空载电压比和负载电压比的区别。
5、空载电流 变压器次级开路时，初级仍有一定的电流，这部分电流称为空载电流。空载电流由磁化电流（产生磁通）和铁损电流（由铁芯损耗引起）组成。
对于50hz电源变压器而言，空载电流基本上等于磁化电流。 6、空载损耗 指变压器次级开路时，在初级测得功率损耗。
主要损耗是铁芯损耗，其次是空载电流在初级线圈铜阻上产生的损耗（铜损），这部分损耗很小。 7、效率 指次级功率p2与初级功率p1比值的百分。
4.关于电工的一些基础知识
我是电类专业的。
建议：找本高中物理书、最好找本大学的《电路原理》或者《电路》或者《电工学》教材浏览一遍。
电路理论说简单就简单，说难它也有难的地方。
最基础的东西：电磁感应定律、安培定律、基尔霍夫电压、电流定律。
然后你还要看 电路的等效变换。（戴维南定理、星-角变换）。电容、电感的特性也要清楚。
正弦3相电路、变压器、矢量分析法、磁路定律。
要复习的东西不少。
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你所说的欧姆定律都是高中小孩的东西：R=U/I.
磁场判断电流方向：右手定则。
还有左手定则，这个是用来判断电磁力的（有“力”的时候就用左手定则，否则就是用右手定则）
5.变压器基础知识学习
先是这个： 变压器的功能主要有：电压变换；阻抗变换；隔离；稳压（磁饱和变压器）等，变压器常用的铁心形状一般有E型和C型铁心。
一、变压器的基本原理 当一个正弦交流电压U1加在初级线圈两端时，导线中就有交变电流I1并产生交变磁通ф1，它沿着铁心穿过初级线圈和次级线圈形成闭合的磁路。在次级线圈中感应出互感电势U2，同时ф1也会在初级线圈上感应出一个自感电势E1,E1的方向与所加电压U1方向相反而幅度相近，从而限制了I1的大小。
为了保持磁通ф1的存在就需要有一定的电能消耗，并且变压器本身也有一定的损耗，尽管此时次级没接负载，初级线圈中仍有一定的电流，这个电流我们称为“空载电流”。 如果次级接上负载，次级线圈就产生电流I2，并因此而产生磁通ф2，ф2的方向与ф1相反，起了互相抵消的作用，使铁心中总的磁通量有所减少，从而使初级自感电压E1减少，其结果使I1增大，可见初级电流与次级负载有密切关系。
当次级负载电流加大时I1增加，ф1也增加，并且ф1增加部分正好补充了被ф2所抵消的那部分磁通，以保持铁心里总磁通量不变。如果不考虑变压器的损耗，可以认为一个理想的变压器次级负载消耗的功率也就是初级从电源取得的电功率。
变压器能根据需要通过改变次级线圈的圈数而改变次级电压，但是不能改变允许负载消耗的功率。 二、变压器的损耗 当变压器的初级绕组通电后，线圈所产生的磁通在铁心流动，因为铁心本身也是导体，在垂直于磁力线的平面上就会感应电势，这个电势在铁心的断面上形成闭合回路并产生电流，好象一个旋涡所以称为“涡流”。
这个“涡流”使变压器的损耗增加，并且使变压器的铁心发热变压器的温升增加。由“涡流”所产生的损耗我们称为“铁损”。
另外要绕制变压器需要用大量的铜线，这些铜导线存在着电阻，电流流过时这电阻会消耗一定的功率，这部分损耗往往变成热量而消耗，我们称这种损耗为“铜损”。所以变压器的温升主要由铁损和铜损产生的。
由于变压器存在着铁损与铜损，所以它的输出功率永远小于输入功率，为此我们引入了一个效率的参数来对此进行描述，η=输出功率/输入功率。 三、变压器的材料 要绕制一个变压器我们必须对与变压器有关的材料要有一定的认识，为此这里我就介绍一下这方面的知识。
1、铁心材料： 变压器使用的铁心材料主要有铁片、低硅片，高硅片，的钢片中加入硅能降低钢片的导电性，增加电阻率，它可减少涡流，使其损耗减少。我们通常称为加了硅的钢片为硅钢片，变压器的质量所用的硅钢片的质量有很大的关系，硅钢片的质量通常用磁通密度B来表示，一般黑铁片的B值为6000-8000、低硅片为9000-11000，高硅片为12000-16000, 2、绕制变压器通常用的材料有 漆包线，沙包线，丝包线，最常用的漆包线。
对于导线的要求，是导电性能好，绝缘漆层有足够耐热性能，并且要有一定的耐腐蚀能力。一般情况下最好用Q2型号的高强度的聚脂漆包线。
3、绝缘材料 在绕制变压器中，线圈框架层间的隔离、绕阻间的隔离，均要使用绝缘材料，一般的变压器框架材料可用酚醛纸板制作，层间可用聚脂薄膜或电话纸作隔离，绕阻间可用黄腊布作隔离。 4、浸渍材料： 变压器绕制好后，还要过最后一道工序，就是浸渍绝缘漆，它能增强变压器的机械强度、提高绝缘性能、延长使用寿命，一般情况下，可采用甲酚清漆作为浸渍材料。
还有这个： 变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流）。变压器由铁芯（或磁芯）和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。
一、分类 按冷却方式分类：干式（自冷）变压器、油浸（自冷）变压器、氟化物（蒸发冷却）变压器。 按防潮方式分类：开放式变压器、灌封式变压器、密封式变压器。
按铁芯或线圈结构分类：芯式变压器（插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯）、壳式变压器（插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯）、环型变压器、金属箔变压器。 按电源相数分类：单相变压器、三相变压器、多相变压器。
按用途分类：电源变压器、调压变压器、音频变压器、中频变压器、高频变压器、脉冲变压器。 二、电源变压器的特性参数 1、工作频率 变压器铁芯损耗与频率关系很大，故应根据使用频率来设计和使用，这种频率称工作频率。
2、额定功率 在规定的频率和电压下，变压器能长期工作，而不超过规定温升的输出功率。 3、额定电压 指在变压器的线圈上所允许施加的电压，工作时不得大于规定值。
4、电压比 指变压器初级电压和次级电压的比值，有空载电压比和负载电压比的区别。 5、空载电流 变压器次级开路时，初级仍有一定的电流，这部分电流称为空载电流。
空载电流由磁化电流（产生磁通）和铁损电流（由铁芯损耗引起）组成。对于50Hz电源变压器而言，空载电流基本上等于磁化电流。
6、空载损耗 指变压器次级开路时，在初级测得功率损耗。主要损耗是铁芯损耗，其次是空载电流在初级线圈铜阻上产生的损耗（铜损），这部分损耗很。
