單元四(汽車電工電子技術(shù)基礎(chǔ)).ppt

《單元四(汽車電工電子技術(shù)基礎(chǔ)).ppt》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、單元3電磁學(xué)的應(yīng)用汽車工程學(xué)院知識(shí)目標(biāo)1.掌握磁場(chǎng)、磁路的基本概念2.掌握變壓器結(jié)構(gòu)和工作原理3.了解汽車?yán)^電器的典型應(yīng)用能力目標(biāo)1.能夠進(jìn)行磁路分析2.能夠分辨直流電磁鐵、交流電磁鐵電磁學(xué)的應(yīng)用一、電磁基礎(chǔ)知識(shí)二、電磁感應(yīng)三、變壓器四、電磁鐵五、繼電器歷史人物法拉第——電學(xué)之父邁克爾·法拉第(MichaelFaraday,1791—1867年)是19世紀(jì)電磁學(xué)領(lǐng)域中最偉大的實(shí)驗(yàn)物理電家。由于家境貧苦，他只在7歲到9歲讀過兩年小學(xué)。法拉第的貢獻(xiàn)之一是提出了場(chǎng)的概念。他反對(duì)超距作用的說法，設(shè)想帶電體、磁體周圍空間存在一種物質(zhì)，起到傳遞電、磁力的作用，他把這種物資稱為電場(chǎng)、磁場(chǎng)．1852年，他引

2、入了電力線(即電場(chǎng)線)、磁力線(即磁感線)的概念，并用鐵粉顯示了磁棒周圍的磁力線形狀。場(chǎng)的概念和力線的模型，對(duì)當(dāng)時(shí)的傳統(tǒng)觀念是一個(gè)重大的突破。為了紀(jì)念他，用他的名字命名電容的單位——法拉。一、電磁基礎(chǔ)知識(shí)1、電流的磁場(chǎng)磁石吸鐵的性質(zhì)叫做磁性，具有磁性的材料被稱為磁性材料，通常所說的磁鐵就是一種具有磁性的材料。一切磁現(xiàn)象都源于電流，永久磁鐵磁性的起源于分子環(huán)流。組成一切物質(zhì)的分子是一個(gè)個(gè)的小環(huán)形電流，物質(zhì)被磁化后，分子環(huán)流規(guī)則排列，從而對(duì)外產(chǎn)生磁場(chǎng)。磁場(chǎng)方向規(guī)定為小磁針的N極在磁場(chǎng)中任一點(diǎn)所指的方向?yàn)樵擖c(diǎn)的磁場(chǎng)方向。在研究磁場(chǎng)時(shí)，引入磁力線來形象地描繪磁場(chǎng)分布，磁力線在任一點(diǎn)的切線方向?yàn)樵擖c(diǎn)的

3、磁場(chǎng)方向。磁現(xiàn)象本質(zhì)磁性物質(zhì)的磁化1）磁感應(yīng)強(qiáng)度B磁感應(yīng)強(qiáng)度B是表示磁場(chǎng)內(nèi)某點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量，它是一個(gè)矢量。磁感應(yīng)強(qiáng)度與產(chǎn)生它的電流之間的方向關(guān)系滿足右螺旋法則。若磁場(chǎng)強(qiáng)度方向與大小相同，稱為均勻磁場(chǎng)在國(guó)際單位制中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是T(特斯拉)，1T=1Wb/m2。在工程計(jì)算中，采用G(高斯)作為磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位，1G=10-4T。2、磁場(chǎng)的基本概念磁感應(yīng)強(qiáng)度的數(shù)學(xué)式為2）磁通在均勻磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B與垂直于磁場(chǎng)方向的面積S的乘積，稱為通過該截面的磁通Ф，又稱為磁通密度?；虼磐ǖ膯挝皇琼f伯，簡(jiǎn)稱韋，用字母Wb表示。3）磁導(dǎo)率μ磁導(dǎo)率μ是用來表征物質(zhì)導(dǎo)磁能力的物理量，它的單位是H

4、/m（亨/米）。實(shí)驗(yàn)測(cè)出，真空（或空氣）的磁導(dǎo)率是一個(gè)常數(shù)，為H/m其他物質(zhì)的磁導(dǎo)率μ與真空的磁導(dǎo)率μ0的比值，稱為該物質(zhì)的相對(duì)磁導(dǎo)率μr，即若某物質(zhì)μr≥1，稱為順磁物質(zhì)，如空氣，μr=1.000003；若其μr≤1，則稱逆磁物質(zhì)，如銅，μr=0.999995。有些物質(zhì)的μr非常大，我們將μr>>1的物質(zhì)稱為鐵磁材料，如鑄鋼（μr≈13000），鐵、鈷、鎳及其合金等，μr均非常大且不為常數(shù)。而將μr≤1的物質(zhì)稱為非鐵磁物質(zhì)，且μr為常數(shù)。鐵磁物質(zhì)的導(dǎo)磁性能很好，在線圈內(nèi)加上較小的電流便可產(chǎn)生很強(qiáng)的磁場(chǎng)。常用來作變壓器、電動(dòng)機(jī)等設(shè)備的激勵(lì)線圈鐵心。4）磁場(chǎng)強(qiáng)度H由于磁感應(yīng)強(qiáng)度與處在磁場(chǎng)中物質(zhì)

5、的磁導(dǎo)率有關(guān)，且鐵磁物質(zhì)的磁導(dǎo)率又不是常數(shù)，為了方便對(duì)磁場(chǎng)強(qiáng)度的分析和計(jì)算，引入了一個(gè)描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的輔助量磁場(chǎng)強(qiáng)度H。定義它為磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度與磁導(dǎo)率之比：H與材料的磁導(dǎo)率無關(guān)，僅與產(chǎn)生磁場(chǎng)的電流有關(guān)。3、磁路在線圈中通入電流，線圈的周圍便產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的分布常用一些閉合線（磁力線）來描述，磁力線所經(jīng)過的路徑稱為磁路。為了獲得更強(qiáng)的磁場(chǎng)，常將線圈繞在一定形狀的鐵心上由于鐵心比空氣導(dǎo)磁性能更好，這樣電流形成的磁力線（磁通）大部分通過鐵心而閉合，形成了主磁路，鐵心內(nèi)的磁通稱為主磁通Φ0。另一少部分磁力線（磁通）經(jīng)過空氣而閉合形成了次磁路，經(jīng)空氣與線圈交鏈的磁通稱為漏磁通Φσ，在實(shí)際應(yīng)

6、用中，由于漏磁通很少，有時(shí)為了便于分析問題，可將其忽略不計(jì)。用于產(chǎn)生磁通的電流稱為勵(lì)磁電流，流過勵(lì)磁電流的線圈稱為勵(lì)磁線圈。由直流電流勵(lì)磁的磁路稱為直流磁路，由交流電流勵(lì)磁的磁路稱為交流磁路。說明：磁路和電路具有相似之處,電路中的電動(dòng)勢(shì)是形成電流的原因,磁路中的磁動(dòng)勢(shì)是產(chǎn)生磁通的原因磁動(dòng)勢(shì)：Fm=NI式中Fm——磁動(dòng)式，安培（A）N——線圈匝數(shù)I——通過線圈的電流。電路中有電阻,磁路中亦有磁阻。它是磁通通過磁路時(shí)受Rm的阻礙作用,磁阻Rm的大小與磁路的長(zhǎng)度L成正比,與磁路的橫截面積S成反比,并與組成磁路材料的磁導(dǎo)率有關(guān)。一般說來對(duì)于鐵磁性材料來說磁導(dǎo)率磁通和磁動(dòng)式磁阻之間的關(guān)系為：不是常數(shù)，

7、所以Rm不是常數(shù)所以上述公式只能用來定性分析，不能用于磁路計(jì)算。二、電磁感應(yīng)電流可以產(chǎn)生磁場(chǎng),那么反過來,磁場(chǎng)是否能產(chǎn)生電流呢?英國(guó)物理學(xué)家法拉第于1831年發(fā)現(xiàn)磁在一定條件下能使導(dǎo)體產(chǎn)生電流，這一類電磁現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)。這一發(fā)現(xiàn)不僅深刻地揭示了電和磁之間的內(nèi)在聯(lián)系,進(jìn)一步推動(dòng)了電磁理論的發(fā)展,而且在生產(chǎn)技術(shù)上具有劃時(shí)代的意義。根據(jù)電磁感應(yīng)原理,入們?cè)O(shè)計(jì)并制造了發(fā)電機(jī)、感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和變壓器等電力設(shè)備。引言1、直