第四章：电磁学原理和应用

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1、杭州万向职业技术学院授课教案单元授课主题第四章：电磁学原理和应用授课班级授课时间授课地点汽整11-1第十、十一周1-412、1-314汽配11-1第十、十一周1-310、1-311单元教学目标能力目标知识目标掌握电磁场的基本知识，如变压器、电磁铁和继电器，并能够解释汽车上这些器件的应用。掌握法拉第感应定律、楞次定律及相关元器件的结构原理。教学重点教学难点解决方法法拉第感应定律、楞次定律及相关元器件的结构原理法拉第感应定律及相关元器件的结构原理结合实物讲解教具及教学素材准备投影、电脑、黑板、电子试验箱、相关元器件课本、实物授课方式教学时数课堂讲授（√）实验实训（

2、）案例讨论（）上机操作（）汽整11-1：6汽整11-1：8教学过程设计第四章：电磁学原理和应用一、磁场及磁路1.磁的基本知识⑴磁：磁性是物质能够吸引铁、钴、镍等金属的特性。⑵磁铁的主要性能：①磁铁具有极性，指向北极的称为北极（N），指向南极的称为南极（S）。②磁极之间有相互的作用力，同性相斥，异性相吸。③把一块铁磁物质放在磁铁附近其也会但是磁性，称这种现象为磁化。磁体拿走后还有磁性，称为剩磁。2.磁场及其性质⑴磁场定义：电流、运动电荷、磁体或变化电场周围空间存在一种特殊形态的物质。⑵性质:磁场有运动电荷或者变化电场产生。⑶磁场方向：规定小磁针的北极在磁场中某点

3、所受磁场力的方向为该定磁场的方向。⑷磁感线：在磁场中画一些曲线，使曲线上任何一点的切线方向都跟这一点的磁场方向相同，这些曲线叫磁力线。3.磁场的基本物理量⑴磁通量：磁场中垂直穿过某一截面积S的磁力线总数为穿过该面积的磁通量，简称磁通。⑵磁感应强度B：表示磁场中某点的磁场强弱和方向的物理量，是个矢量。计算公式：Ф/S⑶磁导率：衡量物质导磁能力大小的物理量。⑷磁场强度定义在任何磁介质中，磁场中某点的磁感应强度B与同一点的磁导率μ的比值称为该点的磁场强度，即：B/μ4铁磁物质的性质⑴高导磁性：铁磁材料具有极强的被磁化特性，在外磁场的作用下能产生远远大于外磁场的附加磁

4、场。⑵磁饱和性：铁磁材料在被磁化的过程中，随着外磁场的逐步增强，铁磁材料内部磁感应强度几乎不随外磁场强度增加的特性，称为磁饱和。⑶磁滞性：在外磁场作正负变化（即大小和方向不断变化）的反复磁化过程中，铁磁材料内部的磁感应强度的变化总是滞后于外磁场的变化，这一特性称为磁滞性。5.铁磁材料的分类：软磁材料、硬磁材料、矩磁材料6.磁路欧姆定律⑴磁路的形成⑵磁路欧姆定律①磁动势Em②磁阻二、电流的磁效应1.电流的磁场⑴奥斯特实验⑵安培定则：通电直导体产生的磁场和线圈产生的磁场2.磁场对电流的作用⑴磁场对通电直导体的作用⑵磁场对通电线圈的作用⑶磁场对通电半导体元件的作用三

5、、电磁感应1.电磁感应定律⑴法拉第电磁感应定律（磁生电）⑵线圈面积变化引起的感应电流①法拉第定律：不论何种原因使通过回路面积的磁通量发生变化时，回路中产生的感应电动势与磁通量对时间的变化率成正比，即：dФ/dt②楞次定理数学表达：当线圈匝数有N匝时，且各匝线圈所围面积中磁通量的改变相同时，有：NdФ/dt③楞次定律：感应电动势的方向是为了使产生的感应电流能够反抗原来磁场的变化.2.自感现象⑴当线圈中的电流发生变化时，它所激发的磁场穿过该线圈自身的磁通量也随之变化，从而在该线圈自身产生感应电动势的现象，称为自感现象，这样产生的感应电动势，称为自感电势，通常用eL

6、来表示。3.互感现象⑴由于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称为互感现象。这个感应电动势称为互感电动势，用em表示。4.涡流现象⑴并联电路分流作用⑵实际应用四、点火线圈1.点火线圈的工作原理点火线圈主要由初级线圈、次级线圈及铁芯等组成，如图所示。2.点火线圈的分类⑴按磁路的结构形式不同，点火线圈可分为开磁路点火线圈和闭磁路点火线圈两种类型。⑵开磁路点火线圈⑶闭磁路点火线圈3.点火线圈的组成和工作原理⑴传统点火系统由电源、断路器、点火线圈、分电器、点火开关、火花塞组成。⑵传统点火系统的工作原理五、电磁铁和继电器1.电磁铁⑴电磁铁定义及相关参

7、数电磁铁是利用通电的铁芯及线圈吸引衔铁或保持某种机械零件、工件于固定位置的一种电器。⑵电磁铁结构及原理由线圈、铁芯和衔铁三部分组成⑶电磁铁的类型：直、交流电磁铁2.继电器继电器是一种利用电磁学原理制成的起开关作用的电子元件，它可通过手动方式或是晶体管来切换。它也是一种以小电流来控制大电流的装置⑴继电器的结构与类型继电器主要由线圈、铁芯及触点组成⑵继电器工作原理⑶继电器的应用课后小结掌握磁场的基本知识，熟悉其相关的元器件结构原理作业讨论辅导课本《汽车电工电子技术》课后作业：P63车间任务2；P69课后练习1；P87课后练习1参考资料《汽车电工电子技术》，刘晓岩主

8、编，化学工业出版社，2010.6注：1