汽车电工电子技术第四章 电磁学原理及应用.ppt

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1、第四章电磁学原理及应用1学习意义利用电磁场基本原理人们开发了许多电气元件，完成本章的学习后，你将能够掌握电磁场的一些基本概念，以及变压器、电磁铁、继电器的结构和工作原理，并能够举出实例解释汽车上这些电磁器件的应用实例。学习目标---掌握法拉第电磁感应定律和楞次定律---掌握磁场、磁路的基本概念---掌握电磁铁、继电器的结构和类型---掌握点火线圈的结构和工作原理---了解汽车上电磁铁和继电器的应用实例---能够利用电磁场理论解释点火线圈在汽车上的用2本章内容4.1磁场及磁路4.2电流的磁效应4.3电磁感应4.4点火线圈4.5电磁铁和继电器3理论知识要

2、点1.历史人物法拉第——电学之父迈克尔·法拉第(MichaelFaraday,1791—1867年)是19世紀电磁学领域中最伟大的实验物理电家。由于家境贫苦，他只在7岁到9岁读过两年小学。法拉第的贡献之一是提出了场的概念。他反对超距作用的说法，设想带电体、磁体周围空间存在一种物质，起到传递电、磁力的作用，他把这种物资称为电场、磁场．1852年，他引入了电力线(即电场线)、磁力线(即磁感线)的概念，并用铁粉显示了磁棒周围的磁力线形状。场的概念和力线的模型，对当时的传统观念是一个重大的突破。为了纪念他，用他的名字命名电容的单位——法拉。2．主要知识点磁场

3、、磁路铁磁物质的性质磁通量、磁感应强度、磁导率的概念4理论课堂（1）你知道磁场概念是如何引入的吗？（2）你能给出磁场存在的一些例子吗？54.1磁场及磁路4.1.1磁的基础知识1.磁磁性是物质能吸引铁、钴、镍等金属的特性。而具有磁性的物体，我们称为磁体。2.磁铁的主要性能(1)磁铁具有极性，自由悬吊的磁铁会指向南北。指向北端的称为北极用N表示；指向南端的称为南极用S表示。(2)磁极之间有相互作用力,称为磁力。同性磁极相互排斥，异性磁极相互吸引。(3)把一块铁磁物质放在磁铁附近，该铁磁物质也会带上磁性，这种原来没有磁性的物质获得磁性的现象称为磁化，磁铁拿

4、走后，被磁化的物质还会保留一定的磁性，称为剩磁。64.1.2磁场及其性质1.磁场定义：电流、运动电荷、磁体或变化电场周围空间存在的一种特殊形态的物质。能够产生磁力的空间存在着磁场，磁体周围存在磁场，磁体间的相互作用就是以磁场作为媒介的。2.性质：磁场是由运动电荷或变化电场产生的。3.磁场方向：规定小磁针的北极在磁场中某点所受磁场力的方向为该电磁场的方向。4.磁感线（磁力线）：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。如图4-1所示。图4-1磁力线75.磁场的应用在现代科学技术和人类生活中，处处可遇到磁

5、场，发电机、电动机、变压器、电报、电话、收音机以至加速器、热核聚变装置、电磁测量仪表等无不与磁现象有关。甚至在人体内，伴随着生命活动，一些组织和器官内也会产生微弱的磁场。地球的磁级与地理的两极相反。84.1.3磁场基本物理量1.磁通量磁场强度一般用磁力线表示。定义：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，简称磁通用Φ表示，单位：Wb(韦伯)。2.磁感应强度B定义：表示磁场内某点的磁场强弱和方向的物理量，是个矢量。规定：其值等于垂直于B矢量的单位面积的磁力线数。单位：特斯拉（T）即韦伯/米21T=1Wb/m2计算公式：（1）（2）对

6、于电流产生的磁场，磁感应强度的方向和电流方向满足右手螺旋定则，其大小为:93.磁导率μ定义：衡量物质导磁能力大小的物理量。大小：真空中的磁导率用μ0表示，实验测得μ0为一常数。非铁磁性物质的μ近似等于μ0。而铁磁性物质的磁导率很高，μ>>μ0。单位：亨/米（H/m）4.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H，即：H=B/μ。单位：安/米（A/m）104.1.4铁磁物质的性质1.高导磁性2.磁饱和性3.磁滞性4.1.5铁磁材料的分类1．软磁材料：特点是易磁化也易去磁，常用作电气设备的铁心，如硅

7、钢、铸钢、纯铁等。2．磁材料：特点是不易磁化也不易去磁，常用来制造各种形状的永磁铁、扬声器磁钢。3．距磁材料：特点是较小的外磁场就能使磁化达到饱和，去到外磁场仍能保持饱和。用于电子计算机存储器的磁芯登记忆元件。114.1.6磁路欧姆定律磁路定义：磁通集中通过的闭合路径称为磁路。1．磁路的形成为了获得较强的磁感应强度，都用铁磁材料做成各种形状的闭合铁心。图4-2是变压器、电机、电磁铁等设备的磁路。（a）变压器的磁路（b）直流电机的磁路（c）电磁继电器的磁路图4-2常见设备的磁路122.磁路欧姆定律在磁路中，磁通与产生磁通的磁源（磁通势）成正比，与磁路的

8、磁阻成反比，这就是磁路欧姆定律，即式中N—线圈匝数I——励磁电流Rm——磁阻13工作任务：分析制动油面开关的