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单元三 磁路与变压器 1 2021/7/11 一、电磁感应 二、铁磁物质与磁路 四、变压器 单元小结 三、霍尔效应 学习目标 完成本单元学习后，你应能： 1.深刻理解电磁感应的实质、重点掌握楞次定律的基本内容、理解自感和互感的异同； 2.建立磁路的概念并了解磁物质的分类； 3.了解霍尔效应原理及其应用； 4.结合实物了解变压器的基本结构、理解其工作原理及变压比、变流比的概念；了解点火线圈的作用、结构和原理。 建议学时：24学时 一、电磁感应 1.法拉第电磁感应实验 【实验1】：如图所示，当AB沿切割磁力线方向运动时，电流表中指针会向一边偏转，证明有感生电动势产生，并产生感生电流。 【实验2】：如图所示，当磁棒插进线圈的过程中，电流计的指针发生了偏转；磁棒从线圈内抽出，电流计的指针发生反向偏转。 实验证明，直导体中的感应电动势的大小与磁感应强度（B）、导体长度（L）以及导体运动速度（v）有关，用公式表达为 线圈中感应电动势的大小与系安全中磁通量的变化快慢和线圈匝数有关，即 2.楞次定律 楞次定律可表述为：闭合回路中感应电流的方向，总是使得它所激发的磁场来阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 楞次定律可简练地表述为：感应电流产生的磁通总是试图阻碍原磁通的变化。 楞次定律实验图 用楞次定律判断感应电流（电动势）的方法： （1）先确定原磁场方向； （2）确定磁通量的变化趋势（增大或减小）； （3）应用楞次定律确定感应电流产生的磁场方向（增反减同）； （4）用安培定则判定感应电流的方向（右手螺旋定则）。 3.自感现象和互感现象 1）自感现象 2）自感电动势 3）互感现象 4）互感电动势 1）自感现象 定义：由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象，叫做自感现象。 两种典型实例： （1）通电自感 （2）断电自感 2）自感电动势 定义：自感现象中产生的电动势。 作用：阻碍电流的变化——当电流增大时，自感电动势阻碍电流增大；当电流减小时，自感电动势阻碍电流减小。 3）互感现象 定义：由一个线圈中的电流发生变化而使其他线圈产生感应电动势的现象叫互感现象。 互感现象示意图 4）互感电动势 互感电动势的大小与互感磁通量的变化率以及线圈的匝数成正比。 点火线圈工作原理图 互感电动势的方向判断方法（参照互感现象示意图）： （1）根据线圈中电流的方向，确定线圈中互感磁通的方向； （2）根据线圈1中电流变化的趋势，确定通过线圈2中互感磁通的变化趋势； （3）根据楞次定律判定线圈2中感应磁通的方向； （4）根据右手螺旋定则判定互感电流的方向。 想一想 常用的气体打火机是如何实现点火的？ 二、铁磁物质与磁路 1.铁磁物质定义与分类 1）铁磁物质 2）磁场 3）铁磁物质的分类 1）铁磁物质 铁、镍、钴等金属或它们的合金称为铁磁物质或铁磁材料。能吸引铁磁物质的性质叫做磁性，具有磁性的物体叫磁铁。 2）磁场 在磁铁周围存在着磁力作用的空间，当另一磁铁或通电导体置入该空间时，就会受到磁力的作用，人们把这种磁力空间叫做磁场。 3）铁磁物质的分类 （1）软磁材料。 （2）硬磁材料。 （3）矩磁材料。 磁滞回线 三、霍尔效应 1.霍尔效应、霍尔元件及霍尔传感器 1.霍尔效应、霍尔元件及霍尔传感器 1）霍尔效应 2）霍尔元件 3）霍尔传感器 1）霍尔效应 霍尔电压产生原理图 2）霍尔元件 根据霍尔效应，人们用半导体材料制成的元件叫霍尔元件。 霍尔元件具有对磁场敏感、结构简单、体积小、频率响应宽、输出电压变化大和使用寿命长等优点。 3）霍尔传感器 霍尔集成电路原理图 2.霍尔传感器的应用 1）测转速或转数 2）各种实用电路 1）测转速或转数 霍尔测速器原理图 2）各种实用电路 电路1 防盗报警器 电路2 公共汽车门状态显示器 公共汽车车门霍尔传感器 四、变压器 1.变压器的基本结构和工作原理 1）变压器的结构 2）变压器的原理 1）变压器的结构 变压器主要由铁芯和绕组两大部分构成。 变压器结构图 a）芯式变压器； b）壳式变压器 2）变压器的原理 （1）变压器的电压变换作用。 （2）变压器的电流变换作用。 （1）变压器的电压变换作用。 变压器原边绕组施加额定电压，副边绕组开路（不接负载）的情况，称为空载运行。 变压器工作示意图 想一想 汽车点火线圈初级绕组的匝数约为220匝，次级绕组约为11000匝。若初级绕组的电压U1=12V，则点火线圈的变比及次级绕组的电压各是多少？ （2）变压器的电流变换作用。 变压器原绕组加上额定电压，副绕组接上负载ZL的工作情况，称为负载运行。 变压器原、副绕