磁场物理量、磁路及其基本定律1

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1、《电工电子技术》教案磁场物理量、磁路及其基本定律【教学内容】1.磁场的基本物理量：磁感强度B、磁通φ、磁场强度H和磁导率μ2.磁性材料的磁性能3.磁路及其基本定律【教学方式】讲授、启发、讨论【教具】直尺【目的和要求】1.了解磁场的基本物理量2.了解磁性材料的磁性能3.掌握磁路的基本定律【重点和难点】1.磁场的基本物理2.磁路及其基本定律【预习要求】磁场和磁路的概念【复习旧课】提问：三相负载的联接方式有哪两种？各有什么特点？【教学过程】一、磁场的基本物理1、磁感强度B磁感强度是表示磁场内某点磁场强

2、弱（磁力线多少）和磁场方向的物理量。它有方向，是矢量。B＝F/lI式中：F是电磁力l是导体的长度湖北职业技术学院机电系1《电工电子技术》教案I是通过磁体的电流磁感强度的方向可用右手螺旋定律来确定，单位是特斯拉（T）2、磁通φ磁感强度与垂直于磁场方向的面积的乘积，称为通过这个面积的磁通。φ＝BS或B＝φ/S单位：韦伯（Wb）3、磁导率μ磁导率是描述磁场介质导磁能力的物理量。单位：亨利/米（H/m）4、磁场强度HH＝B/μ或B＝Hμ磁场强度为磁场中某一点磁感强度与该点介质的磁导率的比值。说明：磁场强

3、度H只与电流大小、线圈匝数及该点位置有关，与这点介质的磁导率无关。它有单位是安/米（A/m）。它是为了方便计算引入的物理量。二、磁性材料的磁性能导磁性：磁导率可达102~104，由铁磁材料组成的磁路磁阻很小，在线圈中通入较小的电流即可获得较大的磁通。磁饱和性：B不会随H的增强而无限增强，H增大到一定值时，B不能继续增强。磁滞性：铁心线圈中通过交变电流时，H的大小和方向都会改变，铁心在交变磁场中反复磁化，在反复磁化的过程中，B的变化总是滞后于H的变化。湖北职业技术学院机电系2《电工电子技术》教案B

4、bBaBr－HcHcHOOH磁化曲线磁滞曲线三、磁路及其基本定律磁路指由磁材料构成的磁通路径，它是一个闭合的曲线。由磁感强度与励磁电流I的关系B＝μNI/l=μH可得NI=Hl=Bl/μ=φl/μS或NIφ＝=F/Rml/μS式中F磁通势Rm磁阻l磁路的平均长度S磁路的截面积四、课堂小结1.磁场的基本物理量B、φ、μ、H2.磁性材料的磁性能3.磁路的概念4.磁路的基本定律【作业】习题5.03湖北职业技术学院机电系3《电工电子技术》教案交流铁心线圈与电磁铁【教学内容】1.交流铁心线圈的电磁关系2.

5、交流铁心线圈的电压电流关系3.功率损耗4.电磁铁【教学方式】讲授、启发、讨论【教具】直尺【目的和要求】1.了解铁心线圈的电磁关系2.掌握电压电流关系3.了解功率损耗和电磁铁的特点【重点和难点】1.铁心线圈的电磁关系2.电压电流的关系【预习要求】铁心线圈的特征【复习旧课】提问：磁路的欧姆定律是什么？【教学过程】直流铁心线圈铁心线圈交流铁心线圈一、电磁关系iΦ+eueΦσ－湖北职业技术学院机电系4《电工电子技术》教案上图是交流铁心线圈的电路图。当线圈通有励磁电流，则在铁心中产生磁通势。它有两部分组

6、成：主磁通φ和漏磁通φσ。二、电压电流关系电压和电流的关系可由KVL得到：u+e+eδ=Ri式中e=-Ndφ/dt是主磁电动势eδ=-Ndφδ/dt=-Lδdi/dt是漏磁电动势所以有：u=Ri-eδ-e=Ri+Lδdi/dt+(-e)=u1R+uδ+u用相量表示：。。。。U＝RI＋（－Eδ）＋（－E）。。。＝RI＋jXδI+(-E)。。。U1=R+Uδ+U式中Xδ＝ωLδ称为漏磁感抗若，主磁通φ＝φmsinωt，则e=-Ndφ/dt=2πfNφ0msin(ωt-90)=E0msin(ωt-90

7、)式中Em＝2πfNφm是主磁通电动势的幅值，它的有效值为E＝Em/√2=4.44fNφm在一般情况下，线圈的电阻和感抗都很小，所以：。。U≈－E＝j4.44fNφmU≈E=4.44fNφm可见，当电压、频率、线圈匝数一定时，φm基本不变，即交流铁心线圈具有恒磁通性。湖北职业技术学院机电系5《电工电子技术》教案三、电磁铁电磁铁通常有线圈、铁心和衔铁三个主要部分组成。工作原理：当线圈通电后，电磁铁的铁心被磁化，吸引衔铁动作带动其它机械装置发生联动；当电源断开后，电磁铁铁心的磁性消失，衔铁带动其它部

8、件被释放。分类：直流电磁铁交流电磁铁应用：继电器、接触器等。四、课堂小结1.交流铁心线圈的电磁关系2.交流铁心线圈的电压、电流关系3.电磁铁的简单介绍【作业】5.10湖北职业技术学院机电系6