汽車電工電子技術(shù)（第2版）教學(xué)課件作者張華單元三.ppt

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1、單元三磁路、變壓器與繼電器任務(wù)3.1磁路與霍爾效應(yīng)任務(wù)3.2變壓器任務(wù)3.3繼電器及在汽車電路中的應(yīng)用任務(wù)3.4技能訓(xùn)練返回任務(wù)3.1磁路與霍爾效應(yīng)3.1.1磁性材料3.1.1.1磁場(chǎng)的基本物理量磁場(chǎng)是磁體周圍存在的一種特殊物質(zhì)，磁體通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生相互作用。磁場(chǎng)的大小和方向可用磁感線來(lái)形象地描述，磁感線的疏密表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，磁感線的切線方向表示磁場(chǎng)的方向。在磁體的周圍空間有磁場(chǎng)的存在，磁場(chǎng)的特征可以用磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁通、磁導(dǎo)率、磁場(chǎng)強(qiáng)度等幾個(gè)物理量來(lái)描述。1.磁感應(yīng)強(qiáng)度B磁感應(yīng)強(qiáng)度是表示磁場(chǎng)內(nèi)某點(diǎn)磁場(chǎng)強(qiáng)弱(磁力線的多少

2、)和磁場(chǎng)方向(磁力線的方向)的物理量。它是一個(gè)矢量。B=F/lI式中:F表示電磁力;L表示導(dǎo)體的長(zhǎng)度;I表示通過(guò)磁體的電流下一頁(yè)返回任務(wù)3.1磁路與霍爾效應(yīng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向可用右乎螺旋定律確定。單位:是特斯拉(T)。2.磁通少磁感應(yīng)強(qiáng)度B與垂直于磁場(chǎng)方向的面積5的乘積，稱為通過(guò)該面積的磁通少，即Q=BS或B=q/s磁通少反映了磁導(dǎo)體某個(gè)范圍內(nèi)磁力線的多少，其單位是韋伯(Wb)3.磁導(dǎo)率拜磁導(dǎo)率拜是描述磁場(chǎng)介質(zhì)導(dǎo)磁能力的物理量。磁性材料都有很強(qiáng)的導(dǎo)磁性能，不同的介質(zhì)，其導(dǎo)磁能力不同。常用的主要有鐵、鎳、鉆及其合金等

3、材料。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)3.1磁路與霍爾效應(yīng)4.磁場(chǎng)強(qiáng)度H磁場(chǎng)強(qiáng)度H也是表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量，也是個(gè)矢量，但與磁介質(zhì)拜無(wú)關(guān).因此:H=B/u5.磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力(1)磁場(chǎng)對(duì)放置于其中的直線電流有力的作用，其大小為F=Bllsinq，方向可用左手定則判斷。(2)通電線圈放在磁場(chǎng)中將受到磁力矩的作用。表3-1中列出了通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定幾種常見(jiàn)材料的相對(duì)磁導(dǎo)率。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)3.1磁路與霍爾效應(yīng)3.1.1.2鐵磁性物質(zhì)1.鐵磁性物質(zhì)的磁化磁化曲線只反映了鐵磁性物質(zhì)在外磁場(chǎng)由零逐漸增強(qiáng)的磁化過(guò)程，而很多實(shí)際應(yīng)用中

4、，鐵磁性物質(zhì)是工_作在交變磁場(chǎng)中的。所以，必須研究鐵磁性物質(zhì)反復(fù)交變磁化的問(wèn)題。在磁化曲線中，已知H值就可查出對(duì)應(yīng)的B值。因此，在計(jì)算介質(zhì)中的磁場(chǎng)問(wèn)題時(shí)，磁化曲線是一個(gè)很重要的依據(jù)。圖3-1給出了幾種不同鐵磁性物質(zhì)的磁化曲線。圖3-2為涌付實(shí)驗(yàn)測(cè)寧的某種鐵磁性物質(zhì)的磁滯回線.上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)3.1磁路與霍爾效應(yīng)2.磁性材料分類(1)軟磁材料:軟磁材料的特點(diǎn)是磁導(dǎo)率高，磁滯特性不明顯，具有較小的矯頑磁力，磁滯回線較窄。一般用來(lái)制造電機(jī)、電器及變壓器等的鐵芯，常用的有鑄鐵、硅鋼片等(2)硬磁材料:硬磁材料的特點(diǎn)是剩

5、磁和矯頑磁力均較大，磁滯性明顯，磁滯回線較寬。宜制作永久磁鐵。永久磁鐵(用一種鐵鎳鉆合金制成)是指長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持磁性作用的磁鐵。這種磁鐵靠近含有鐵、鎳和鉆的材料產(chǎn)生吸力。磁鐵有一個(gè)北極和一個(gè)南極。人們將磁鐵周圍有磁力作用且有想象中的磁力線穿過(guò)的空間稱為磁場(chǎng)。磁力線在北極處穿出，在南極處穿入。在磁鐵內(nèi)部，磁力線從南極向北極伸展。磁性作用在磁極處最強(qiáng)。如圖3-3所示。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)3.1磁路與霍爾效應(yīng)(3)矩磁材料:矩磁材料的特點(diǎn)是只要受較小的外磁場(chǎng)作用就能磁化到飽和，當(dāng)外磁場(chǎng)去掉，磁性仍保持，磁滯回線幾乎成矩形，

6、穩(wěn)定性良好。在計(jì)算機(jī)和控制系統(tǒng)中用作記憶元件、開(kāi)關(guān)元件和邏輯元件。常用的有鎂、錳、鐵氧體等。3.磁滯損耗鐵磁性物質(zhì)在交變磁化時(shí)，磁疇要來(lái)回翻轉(zhuǎn)，在這個(gè)過(guò)程中，產(chǎn)生了能量損耗，稱為磁滯損耗。磁滯回線包圍的面積越大，磁滯損耗就越大，所以剩磁和矯頑磁力越大的鐵磁性物質(zhì)，磁滯損耗就越大。因此，磁滯回線的形狀常被用來(lái)判斷鐵磁性物質(zhì)的性質(zhì)和作為選擇材料的依據(jù)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)3.1磁路與霍爾效應(yīng)3.1.2磁路的基本定律1.磁路磁通經(jīng)過(guò)的閉合路徑稱為磁路。磁路中的磁通、磁動(dòng)勢(shì)和磁阻的關(guān)系，可用磁路歐姆定律來(lái)表示上式與電路的歐

7、姆定律相似，磁通巾對(duì)應(yīng)于電流I,磁動(dòng)勢(shì)E、對(duì)應(yīng)于電動(dòng)勢(shì)E,磁阻R、對(duì)應(yīng)于電阻R。因此，這一關(guān)系稱為磁路歐姆定律。2.磁路與電路的對(duì)應(yīng)關(guān)系圖3-4是相對(duì)應(yīng)的兩種電路和磁路。表3-2列出了電路與磁路對(duì)應(yīng)的物理量及其關(guān)系式。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)3.1磁路與霍爾效應(yīng)3.全電流定律4.電磁關(guān)系(1)通電導(dǎo)體產(chǎn)生的磁場(chǎng)磁場(chǎng)圍繞在通電導(dǎo)體周圍。磁力線以圓環(huán)形式環(huán)繞在導(dǎo)體周圍。如圖3-5所示。(2)線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)電流流動(dòng)時(shí)線圈的每個(gè)導(dǎo)體周圍都產(chǎn)生一個(gè)環(huán)形磁場(chǎng)。如圖3-6所示。各磁場(chǎng)疊加后形成一個(gè)總磁場(chǎng)，磁力線束從一個(gè)端面處穿出

8、，在相對(duì)的端面處穿入。因此線圈有兩個(gè)磁極。(3)電磁鐵帶有鐵芯的通電線圈可增強(qiáng)磁場(chǎng)的作用。如圖3-7所示。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù)3.1磁路與霍爾效應(yīng)3.1.3霍爾效應(yīng)霍爾效應(yīng)是磁電效應(yīng)的一種，這一現(xiàn)象是霍爾(A.H.Hall,1855-1938)于1879年在研究金屬的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)時(shí)發(fā)現(xiàn)的?；魻栃?yīng)是研究半導(dǎo)體材料性能的基本方法。通過(guò)霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定的霍爾系數(shù)，能