汽车电工电子基础-项目三分析讲述.pptx

汽车电工电子基础 项目三 电磁的应用 学习要点 1.了解电磁的相关物理量； 2.理解电磁感应现象； 3.掌握电磁感应的应用，如变压器、电磁铁、继电器并理解其工作原理。 任务1 电磁基本物理量的认识 一、 磁场的基本物理量 1. 磁感应强度 在磁场中，磁感应强度用 来表示，它是描述磁场内某点磁场强弱和方向的物理量。 2. 磁通 在磁场中，磁通Φ是表示穿过垂直于B方向的面积 S中的磁力线总数。在均匀磁场中， 或 磁通 的单位为韦伯 (Wb)。 (伏·秒) 3. 磁场强度 在磁场中，磁场强度H是介质中某点的磁感应强度 B与介质磁导率 μ之比。 式中 ——磁场强度，单位为A／m。 安培环路定律是指沿空间任意条闭合线L ，磁场强度 H的线积分恰好等于该闭合线所包围的电流的代数和，如图3-l所示，用公式表示有 式中 ——磁场强度矢量沿任意闭合线(常取磁通作为闭合回路)的线积分； ——穿过闭合回路所围面积的电流的代数和。 图3.1 安培环路定律 4. 磁导率 在磁场中，磁导率μ是表示磁场媒质磁性的物理量，它衡量物质的导磁能力。磁导率μ的单位为亨／米(H／m)，真空中的磁导率为常数，用μ0表示，即 相对磁导率μ是任一种物质的磁导率μ和真空的磁导率μ0的比值。 磁场内某点的磁场强度H只与电流大小、线圈匝数以及该点的几何位置有关，与磁场媒质的磁导率μ无关，而磁感应强度B则与磁场媒质的磁导率有关。 二、 磁路分析的方法 1. 磁路的概念 电流具有磁效应，变化的磁场又能感生出电流，磁与电是分不开的。如同把电流流过的路径称为电路一样，磁通所通过的路径称为磁路。当线圈中通电流时，线圈周围的空间就会产生磁场。由于铁芯的导磁性能比空气好得多，所以绝大部分磁通在铁芯中通过，这部分磁通称为主磁通。围绕线圈和部分铁芯及铁芯周围空气的还有少部分磁通，大部分磁通称漏磁通。 图3.2 带铁芯的磁路 2. 磁路的基本定律 （1）磁路的欧姆定律 磁路中，磁通与产生磁通的磁通势NI成正比，与磁路磁阻Rm 成反比，这就是磁路的欧姆定律。即 （2）磁路的基尔霍夫定律 若磁路由不同材料或不同长度及截面积的n段组成，则磁路分析计算的基本公式为 即 上称为磁路的基尔霍夫定律，它是分析和计算磁路的基本方法。 例3.1 一个闭合的均匀的铁芯线圈，匝数为300，铁芯中的磁感应强度为0.9T，磁路的平均长度为45cm，试求： (1)铁芯材料为铸铁时线圈中的电流。 (2)铁芯材料为硅钢片时线圈中的电流。 解： (1)查铸铁材料的磁化曲线，当B=0.9T 时，磁场强度H=9000A/m ，则 (2)查硅钢片材料的磁化曲线，当B=0.9T 时，磁场强度H=260A/m ，则 可见，当线圈中通有同样大小的励磁电流，要得到相等的磁通，采用磁导率高的铁芯材料，可使铁芯的用铁量大为降低。 任务2 电磁感应现象的分析和验证 一、电磁感应现象和电磁感应规律 1．基本的电磁感应现象 (1)一闭合的导线回路和永久磁铁之间发生相对运动时，回路中出现电流。这种电流称为感应电流。 图3.3 实验一 (2)一闭合的导线回路与一载流线圈之间发生相对运动时，回路中也出现电流，如图3.4。结果与上一实验相仿，唯一的差别是载流线圈代替了永久磁铁。 (3)闭合回路和载流线圈间虽无相对运动，但载流线圈中电流的大小发生变化，如在图3.4中，打开或闭合电键 ，或改变变阻器 的电阻，也都会使回路中出现感应电流。感应电流的大小取决于载流线圈中电流变化的速率。 图3.4 实验二 (4)处在磁场中的闭合导线回路上的一部分导体在磁场中运动。如在图3.5中，导线回路上的一段导线 在磁场中运动，回路中亦产生感应电流。 图3.5 实验三 2．感应电动势及其大小和方向 图3.8 当磁场减少时，感应电流产生的磁场方向与原磁场相同 ?图3.6 当线圈 中的电流接通（切断）的瞬间，铝环 被斥离（吸向）线圈 图3.7 当磁场增大时，感应电流产生的磁场方向与原磁场相反 对于任一给定回路，其中感应电动势的大小正比于回路所圈围面积的磁感应通量的变化率。 总之，大