电工基础3-磁场与电磁感应.ppt

变压器的铁心因绕组放置的位置不同，可分成心式和壳式两种形式。 心式 壳式 变压器的结构形式 磁路欧姆定律 课题四 1．掌握磁路的定义。 2．熟悉磁路欧姆定律，了解其应用。 3．掌握电磁铁及应用。 教学目标 一、磁路的基本概念 磁路 磁路——磁通（磁感线）通过的闭合路径。 通过铁心的磁通称为主磁通，铁心外的磁通称为漏磁通。 磁路按其结构不同，可分为无分支磁路和分支磁路。 二、磁路欧姆定律 磁路欧姆定律 设励磁线圈的匝数为N，通过的电流为I，铁心的截面积为S， 磁路的平均长度为l，则磁场强度为： NI是产生磁通的能源，它相当于电路中的电动势，因此叫做 磁通势，简称磁势，单位是(安·米)。若线圈匝数为定值，则电 流增大，磁势增强。 磁路欧姆定律： 电路和磁路的区别 μ 磁导率 ρ 电阻率 磁阻 电阻 Φ 磁通 I 电流 NI 磁通势 E 电动势 欧姆定律 欧姆定律 磁路 电路 在实际应用中，很多电气设备的磁路是通过几种不同的物质组成的。 如图a所示电磁铁的磁路中，当衔铁未吸合时，磁通不但要经过铁心（磁 阻为Rm1）和衔铁（磁阻为Rm2），还要两次通过宽度为δ的空气隙（磁 阻为Rm气），其等效磁路如图b所示。此时，该磁路的欧姆定律可写成 三、电磁铁 电磁铁——应用电流产生磁场和磁 能够吸引铁的现象而制成的一种电器。 1．电磁铁的结构与原理 电磁铁的工作原理示意图 电磁铁的工作原理示意图 2．电磁铁的特点 （1）动作迅速，灵敏，容易控制。 （2）励磁电流通过线圈时，呈现磁性，电流中断时，就失磁。 （3）励磁电流方向改变时，电磁铁的极性也发生改变，但吸力方向不变。 （4）励磁电流越大，线圈匝数越多，磁性越强，对衔铁的吸力越大。 学与用—全自动洗衣机原理 2．掌握电磁感应定律及应用。 电磁感应 课题五 1．熟悉电磁感应现象。 教学目标 1．直导体切割磁感线产生感应电动势 一、电磁感应现象 直导体切割磁感线 直导体切割磁感线 2．穿过线圈的磁通发生变化产生感应电动势 穿过线圈的磁通发生变化 穿过线圈的磁通发生变化 电磁感应—由于磁通变化而在直导体或线圈中产生电动势的现象。 感应电动势—由电磁感应产生的电动势，用e表示。 感应电流—由感应电动势产生的电流，用i表示。 提示—直导体向右切割磁感应线 二、感应电动势的计算 1．直导体切割磁感线产生感应电动势 v——导体切割磁感线的速度，m／s； B——磁感应强度，T； e——感应电动势，V。 （1）感应电动势大小的计算 e＝lvB l——直导体的长度，m； 式中 右手定则 （2）感应电动势方向的判定 应当注意，由于直导体中产生 了感应电动势，因此必须把直导体 （包括实验二中的线圈）看成是一 个电源。在电源内部，感应电流从 电源的负极流向正极，即感应电流 方向与感应电动势的方向相同。 右手定则 式中 △Φ——磁通的变化量，Wb。 2．穿过线圈的磁通发生变化产生感应电动势 （1）感应电动势大小的计算 ——磁通的变化率，表示磁通变化快慢的物理量。 △t ——磁通变化△Φ所需要的时间，s。 e ——在△t时间内感应电动势的平均值，V。 （2）感应电动势方向的判定 楞次定律——感应电流的磁通总是阻碍原磁通的变化。 使用楞次定律的步骤 1．首先确定原磁通的方向，以及原磁通的变化趋势； 2．根据楞次定律判定感应电流产生的磁通方向； 3．根据感应电流产生的磁通方向，应用安培定则判定感应电流的方向。 4．根据感应电流的方向，确定感应电动势的方向。 一般来说，如果导体与磁感线之间有相对切割运动时， 用右手定则判定感应电动势的方向较方便；如果导体与磁感 线之间没有相对切割运动，只是穿过闭合回路的磁通发生了 变化，则要用楞次定律来判定感应电动势的方向。 如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一长度为l的直导体AB， 可沿平行导电轨道滑动。当导体以速度v向右匀速运动时，试确定导体中 感应电动势的方向和大小。 解题过程 [例5一1] 想一想—发电机原理 小知识—动圈式话筒的构造原理 自感 课题六 1．掌握自感的定义。 2．掌握计算自感电动势大小的公式，会判断 自感电动势的方向。 3．掌握涡流和趋肤效应在生产实际中的应用。 教学目标 一、自感现象 合上开关，HL2比HL1亮的慢 由于流过线圈本身的电流发生变化而引起的电磁感应现象称为 自感现象，简称自感。在自感现象中产生的感应电动势称为自感电 动势，用eL表示，自感电流用iL表示。 断开开关，HL2和HL1慢慢熄灭 自感演示电路 仿真验证 自感电流产生的磁通称为自感磁