第2章 电磁现象及应用PPT.ppt

第2章 电磁现象及应用 第2章 电磁现象及应用 了解磁铁及性能，磁场的磁力线表示法，理解电流的磁场、掌握左手定则和右手螺旋定则，了解磁通、磁感应强度及其关系，了解磁路欧姆定律。 掌握磁场对导体、半导体的作用。 理解电磁感应现象，掌握感应电动势的计算公式及方向判别，理解自感现象、互感现象。 2.1 磁场与磁路欧姆定律 2.2 磁场对电流的作用 2.3 电磁感应 总目录 上页 章目录 下页 返回 总目录 上页 章目录 下页 返回 设定感应电动势的参考方向与磁通的参考方向符合右手螺旋关系， Φ 　　　 e 　　　 利用上式分析计算电动势的大小、方向十分方便。 例：在上图中，设N=1，dΦ/dt=0.08Wb/s，试确定e的大小和方向。 解： e的实际方向与图示相反 则线圈的感应电动势可用下式表达： 总目录 上页 章目录 下页 返回 2.3.3 自感现象 1. 自感现象 自感实验电路 由通入线圈的电流发生变化而产生感应电动势的现象就称为自感现象，由自感产生的感应电动势称为自感电动势，用符号eL表示。 电感(自感): ( H、mH) 电流通过N匝线圈产生 (磁链) 电流通过一匝线圈产生 (磁通) 设 则 2. 自感电动势 电感是表示线圈中单位电流产生的自感磁链的物理量 总目录 上页 章目录 下页 返回 线圈的电感与线圈的尺寸、匝数以及附近的介质的磁导率等有关。 自感电动势： L 空心线圈 S — 线圈横截面积（m2） l —线圈长度（m） N —线圈匝数 μ—介质的磁导率（H/m） 铁心线圈 L 空心线圈:线性电感元件; 铁心线圈: 非线性电感元件 对线性电感元件， NΦ =Ψ =Li，有： 总目录 上页 章目录 下页 返回 上式表明，自感电动势与电流的变化率（变化快慢）成正比。变化率越大，线圈的自感电动势越大，相反，越小。在直流电路中，电流变化率为零，自感电动势也为零，因此，线圈在直流电路中为短路状态。 自感电动势： 负号表示自感电动势具有阻碍电流变化的性质。 总目录 上页 章目录 下页 返回 例：已知线圈中电流的实际方向及变化趋势，试判定线圈自感电动势的实际方向 eL + - 解： eL + － 注：eL=-Ldi/dt是在L为常数时导出的，是计算空心线圈eL的专用式。如果是铁心线圈，则应根据一般公式当eL=-dΦ/dt计算。 总目录 上页 章目录 下页 返回 3. 自感现象的应用 （1）有利方面 滤波原理：当脉动电流中的交流成分通过铁心线圈时，线圈会产生自感电动势，这个自感电动势对交流成分起阻碍作用，使交流成分受到很大的衰减；而直流成分通过线圈时不产生自感电动势，因此直流成分会不受阻碍地通过线圈送到输出端。 型滤波电路 总目录 上页 章目录 下页 返回 （2）不利方面 表现在含有大电感的电器设备接通或断开的瞬间会出现过电压、过电流，使电器设备受到危害。 它由点火线圈（一次和二次线圈组成）、蓄电池、凸轮及触点等组成，其中蓄电池正极→一次线圈→触点→蓄电池负极组成电流通路。 传统汽车点火电路的原理图 总目录 上页 章目录 下页 返回 在电流通路中，触点起接通或断开电路的作用。当凸轮转动时，触点依次接通和断开，使通过一次线圈的电流急剧变化，将产生一个很高的自感电动势，其方向与蓄电池的电动势方向相同。两个电压叠加作用到触点上，在触点之间产生火花，使触点烧坏。为了保护触点，通常在触点两端并联一个电容器C，以吸收贮藏在线圈中的磁场能，达到保护触点的目的。 总目录 上页 章目录 下页 返回 2.3.4 互感现象 1. 互感现象 互感实验电路 把由于一个线圈的电流变化而引起另一个线圈产生感应电动势的现象就称为互感现象，由互感产生的感应电动势称为互感电动势，用eM表示。 2. 互感电动势 N2匝通过的互感磁链 线圈2一匝通过的互感磁通 设 则 总目录 上页 章目录 下页 返回 互感: ( H、mH) 互感电动势： 互感电动势与施感电流的变化率（变化快慢）成正比 （1）根据线圈1中电流的方向，确定线圈2中互感磁通的方向； （2）根据线圈1中电流变化的趋势，确定线圈2中互感磁通的变化趋势； （3）由楞次定律确定线圈2中感应磁通的方向； （4）由右手螺旋定则确定互感电流、电动势的方向。 互感电动势的方向用愣次定律和右手螺旋定则判断： 总目录 上页 章目录 下页 返回 例：当线圈1的中的开关S闭合时，确定线圈2中互感电动势的方向 解： S闭合时，线圈1的电流方向及其互感磁通方向如图 S闭合时， Φ12 i Φ2 Φ2与Φ12反向 i2、eM 的方向 eL + － 总目录 上页 章目录 下页 返回 3. 互感现象的应用 （1）有利方面 点火的过程如下：在触点断开瞬间，由于一次线