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文檔簡介
1、單元三單元三 磁路與變壓器磁路與變壓器一、電磁感應(yīng)一、電磁感應(yīng)二、鐵磁物質(zhì)與磁路二、鐵磁物質(zhì)與磁路四、四、變壓器變壓器單元小結(jié)單元小結(jié)三、霍爾效應(yīng)三、霍爾效應(yīng)學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)完成本單元學(xué)習(xí)后,你應(yīng)能:完成本單元學(xué)習(xí)后,你應(yīng)能:1.1.深刻理解電磁感應(yīng)的實(shí)質(zhì)、重點(diǎn)掌握楞次定律的基本內(nèi)容、深刻理解電磁感應(yīng)的實(shí)質(zhì)、重點(diǎn)掌握楞次定律的基本內(nèi)容、理解自感和互感的異同;理解自感和互感的異同;2.2.建立磁路的概念并了解磁物質(zhì)的分類;建立磁路的概念并了解磁物質(zhì)的分類;3.3.了解霍爾效應(yīng)原理及其應(yīng)用;了解霍爾效應(yīng)原理及其應(yīng)用;4.4.結(jié)合實(shí)物了解變壓器的基本結(jié)構(gòu)、理解其工作原理及變壓結(jié)合實(shí)物了解變壓器的基本
2、結(jié)構(gòu)、理解其工作原理及變壓比、變流比的概念;了解點(diǎn)火線圈的作用、結(jié)構(gòu)和原理。比、變流比的概念;了解點(diǎn)火線圈的作用、結(jié)構(gòu)和原理。建議學(xué)時(shí):建議學(xué)時(shí):24學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)一、電磁感應(yīng)一、電磁感應(yīng)1.法拉第電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)法拉第電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)2.楞次定律楞次定律3.自感現(xiàn)象和互感現(xiàn)象自感現(xiàn)象和互感現(xiàn)象1.法拉第電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)法拉第電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)【實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1】:如圖所示,:如圖所示,當(dāng)當(dāng)AB沿切割磁力線方向運(yùn)沿切割磁力線方向運(yùn)動時(shí),電流表中指針會向一邊偏轉(zhuǎn),證明有感生動時(shí),電流表中指針會向一邊偏轉(zhuǎn),證明有感生電動勢產(chǎn)生,并產(chǎn)生感生電流。電動勢產(chǎn)生,并產(chǎn)生感生電流?!緦?shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)2】:如圖所示,當(dāng)磁棒插進(jìn)線圈的過程:如圖所示
3、,當(dāng)磁棒插進(jìn)線圈的過程中,電流計(jì)的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn);磁棒從線圈內(nèi)中,電流計(jì)的指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn);磁棒從線圈內(nèi)抽出,電流計(jì)的指針發(fā)生反向偏轉(zhuǎn)。抽出,電流計(jì)的指針發(fā)生反向偏轉(zhuǎn)。n實(shí)驗(yàn)證明,直導(dǎo)體中的感應(yīng)電動勢的大小與磁實(shí)驗(yàn)證明,直導(dǎo)體中的感應(yīng)電動勢的大小與磁感應(yīng)強(qiáng)度(感應(yīng)強(qiáng)度(B)、導(dǎo)體長度()、導(dǎo)體長度(L)以及導(dǎo)體運(yùn)動)以及導(dǎo)體運(yùn)動速度(速度(v)有關(guān),用公式表達(dá)為)有關(guān),用公式表達(dá)為n線圈中感應(yīng)電動勢的大小與系安全中磁通量的線圈中感應(yīng)電動勢的大小與系安全中磁通量的變化快慢和線圈匝數(shù)有關(guān),即變化快慢和線圈匝數(shù)有關(guān),即2.楞次定律楞次定律n楞次定律可表述為:閉合回路中感應(yīng)電流的楞次定律可表述為:閉合回
4、路中感應(yīng)電流的方向,總是使得它所激發(fā)的磁場來阻礙引起方向,總是使得它所激發(fā)的磁場來阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。感應(yīng)電流的磁通量的變化。n楞次定律可簡練地表述為:感應(yīng)電流產(chǎn)生的楞次定律可簡練地表述為:感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁通總是試圖阻礙原磁通的變化。磁通總是試圖阻礙原磁通的變化。楞次定律實(shí)驗(yàn)圖楞次定律實(shí)驗(yàn)圖用楞次定律判斷感應(yīng)電流(電動勢)的方法:用楞次定律判斷感應(yīng)電流(電動勢)的方法:(1)先確定原磁場方向;)先確定原磁場方向;(2)確定磁通量的變化趨勢(增大或減?。?;)確定磁通量的變化趨勢(增大或減?。?;(3)應(yīng)用楞次定律確定感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向)應(yīng)用楞次定律確定感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向(增反減
5、同);(增反減同);(4)用安培定則判定感應(yīng)電流的方向(右手螺旋)用安培定則判定感應(yīng)電流的方向(右手螺旋定則)。定則)。3.自感現(xiàn)象和互感現(xiàn)象自感現(xiàn)象和互感現(xiàn)象1)自感現(xiàn)象)自感現(xiàn)象2)自感電動勢)自感電動勢3)互感現(xiàn)象)互感現(xiàn)象4)互感電動勢)互感電動勢1)自感現(xiàn)象)自感現(xiàn)象 定義:由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的定義:由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,叫做自感現(xiàn)象。電磁感應(yīng)現(xiàn)象,叫做自感現(xiàn)象。兩種典型實(shí)例:兩種典型實(shí)例:(1)通電自感)通電自感(2)斷電自感)斷電自感2 2)自感電動勢)自感電動勢 定義:自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢。定義:自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢。 作用:阻礙電流
6、的變化作用:阻礙電流的變化當(dāng)電流增大時(shí),自當(dāng)電流增大時(shí),自感電動勢阻礙電流增大;當(dāng)電流減小時(shí),自感感電動勢阻礙電流增大;當(dāng)電流減小時(shí),自感電動勢阻礙電流減小。電動勢阻礙電流減小。3)互感現(xiàn)象)互感現(xiàn)象 定義:由一個(gè)線圈中的電流發(fā)生變化而使其他定義:由一個(gè)線圈中的電流發(fā)生變化而使其他線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象叫互感現(xiàn)象。線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的現(xiàn)象叫互感現(xiàn)象。 互感現(xiàn)象示意圖互感現(xiàn)象示意圖4)互感電動勢)互感電動勢 互感電動勢的大小與互感磁通量的變化率以互感電動勢的大小與互感磁通量的變化率以及線圈的匝數(shù)成正比。及線圈的匝數(shù)成正比。 點(diǎn)火線圈工作原理圖點(diǎn)火線圈工作原理圖互感電動勢的方向判斷方法(參照互感
7、現(xiàn)象互感電動勢的方向判斷方法(參照互感現(xiàn)象示意圖):示意圖):(1)根據(jù)線圈中電流的方向,確定線圈中互感)根據(jù)線圈中電流的方向,確定線圈中互感磁通的方向;磁通的方向;(2)根據(jù)線圈)根據(jù)線圈1中中電流變化的趨勢,確定通過線電流變化的趨勢,確定通過線圈圈2中互感磁通的變化趨勢;中互感磁通的變化趨勢;(3)根據(jù)楞次定律判定線圈)根據(jù)楞次定律判定線圈2中中感應(yīng)磁通的方向;感應(yīng)磁通的方向;(4)根據(jù)右手螺旋定則判定互感電流的方向。)根據(jù)右手螺旋定則判定互感電流的方向。想一想想一想常用的氣體打火機(jī)是如何實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火的?常用的氣體打火機(jī)是如何實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火的?二、鐵磁物質(zhì)與磁路二、鐵磁物質(zhì)與磁路1.鐵磁物質(zhì)定義與分
8、類鐵磁物質(zhì)定義與分類2.磁路磁路1.鐵磁物質(zhì)定義與分類鐵磁物質(zhì)定義與分類1)鐵磁物質(zhì))鐵磁物質(zhì)2)磁場)磁場3)鐵磁物質(zhì)的分類)鐵磁物質(zhì)的分類1)鐵磁物質(zhì))鐵磁物質(zhì) 鐵、鎳、鈷等金屬或它們的合金稱為鐵鐵、鎳、鈷等金屬或它們的合金稱為鐵磁物質(zhì)或鐵磁材料。能吸引鐵磁物質(zhì)的性質(zhì)磁物質(zhì)或鐵磁材料。能吸引鐵磁物質(zhì)的性質(zhì)叫做磁性,具有磁性的物體叫磁鐵。叫做磁性,具有磁性的物體叫磁鐵。2)磁場)磁場 在磁鐵周圍存在著磁力作用的空間,當(dāng)另在磁鐵周圍存在著磁力作用的空間,當(dāng)另一磁鐵或通電導(dǎo)體置入該空間時(shí),就會受到磁一磁鐵或通電導(dǎo)體置入該空間時(shí),就會受到磁力的作用,人們把這種磁力空間叫做磁場。力的作用,人們把這種
9、磁力空間叫做磁場。3)鐵磁物質(zhì)的分類)鐵磁物質(zhì)的分類(1)軟磁材料。)軟磁材料。(2)硬磁材料。)硬磁材料。(3)矩磁材料。)矩磁材料。磁滯回線磁滯回線2.磁路磁路n磁通集中通過磁通集中通過的閉合路徑稱的閉合路徑稱為磁路。為磁路。三、霍爾效應(yīng)三、霍爾效應(yīng)1.霍爾效應(yīng)、霍爾元件及霍爾傳感器霍爾效應(yīng)、霍爾元件及霍爾傳感器2.霍爾傳感器的應(yīng)用霍爾傳感器的應(yīng)用1.霍爾效應(yīng)、霍爾元件及霍爾傳感器霍爾效應(yīng)、霍爾元件及霍爾傳感器1)霍爾效應(yīng))霍爾效應(yīng)2)霍爾元件)霍爾元件3)霍爾傳感器)霍爾傳感器1)霍爾效應(yīng))霍爾效應(yīng)霍爾電壓產(chǎn)生原理圖霍爾電壓產(chǎn)生原理圖2)霍爾元件)霍爾元件 根據(jù)霍爾效應(yīng),人們用半導(dǎo)體材料
10、制成根據(jù)霍爾效應(yīng),人們用半導(dǎo)體材料制成的元件叫霍爾元件。的元件叫霍爾元件。 霍爾元件具有對磁場敏感、結(jié)構(gòu)簡單、霍爾元件具有對磁場敏感、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、頻率響應(yīng)寬、輸出電壓變化大和使體積小、頻率響應(yīng)寬、輸出電壓變化大和使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。3)霍爾傳感器)霍爾傳感器霍爾集成電路原理圖霍爾集成電路原理圖2.霍爾傳感器的應(yīng)用霍爾傳感器的應(yīng)用1)測轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)數(shù))測轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)數(shù)2)各種實(shí)用電路)各種實(shí)用電路1)測轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)數(shù))測轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)數(shù)霍爾測速器原理圖霍爾測速器原理圖2)各種實(shí)用電路)各種實(shí)用電路n電路電路1 防盜報(bào)警器防盜報(bào)警器n電路電路2 公共汽車門狀態(tài)顯示器公共汽車門狀態(tài)顯示器公共汽車車
11、門霍爾傳感器公共汽車車門霍爾傳感器四、變壓器四、變壓器1.變壓器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理變壓器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理2.汽車點(diǎn)火系統(tǒng)的點(diǎn)火線圈與電路汽車點(diǎn)火系統(tǒng)的點(diǎn)火線圈與電路1.變壓器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理變壓器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理1)變壓器的結(jié)構(gòu))變壓器的結(jié)構(gòu)2)變壓器的原理)變壓器的原理1)變壓器的結(jié)構(gòu))變壓器的結(jié)構(gòu)變壓器主要由鐵芯和繞組兩大部分構(gòu)成。變壓器主要由鐵芯和繞組兩大部分構(gòu)成。變壓器結(jié)構(gòu)圖變壓器結(jié)構(gòu)圖 a)芯式變壓器;)芯式變壓器; b)殼式變壓器)殼式變壓器2)變壓器的原理)變壓器的原理(1)變壓器的電壓變換作用。)變壓器的電壓變換作用。(2)變壓器的電流變換作用。)變壓器的電流變換
12、作用。(1)變壓器的電壓變換作用。)變壓器的電壓變換作用。 變壓器原邊繞組施加額定電壓,副邊繞組變壓器原邊繞組施加額定電壓,副邊繞組開路(不接負(fù)載)的情況,稱為空載運(yùn)行。開路(不接負(fù)載)的情況,稱為空載運(yùn)行。變壓器工作示意圖變壓器工作示意圖想一想想一想 汽車點(diǎn)火線圈初級繞組的匝數(shù)約為汽車點(diǎn)火線圈初級繞組的匝數(shù)約為220匝,次級匝,次級繞組約為繞組約為11000匝。若初級繞組的電壓匝。若初級繞組的電壓U1=12V,則點(diǎn)則點(diǎn)火線圈的變比及次級繞組的電壓各是多少?火線圈的變比及次級繞組的電壓各是多少?(2)變壓器的電流變換作用。)變壓器的電流變換作用。 變壓器原繞組加上額定電壓,副繞組接上變壓器原繞
13、組加上額定電壓,副繞組接上負(fù)載負(fù)載ZL的工作情況,稱為負(fù)載運(yùn)行。的工作情況,稱為負(fù)載運(yùn)行。 變壓器原、副繞組的電流與其繞組的匝數(shù)變壓器原、副繞組的電流與其繞組的匝數(shù)成反比。成反比。想一想想一想 汽車點(diǎn)火線圈初級繞組的匝數(shù)約為汽車點(diǎn)火線圈初級繞組的匝數(shù)約為220匝,次級匝,次級繞組約為繞組約為11000匝。若初級繞組的低壓電流匝。若初級繞組的低壓電流I1=4A,次級繞組的電流次級繞組的電流是多少?是多少?2.汽車點(diǎn)火系統(tǒng)的點(diǎn)火線圈與電路汽車點(diǎn)火系統(tǒng)的點(diǎn)火線圈與電路1)汽車點(diǎn)火線圈)汽車點(diǎn)火線圈2)點(diǎn)火系統(tǒng)的基本組成與電路)點(diǎn)火系統(tǒng)的基本組成與電路1)汽車點(diǎn)火線圈)汽車點(diǎn)火線圈點(diǎn)火線圈原理點(diǎn)火線圈
14、原理n根據(jù)磁路和結(jié)構(gòu)的不同,汽車點(diǎn)火線圈可分根據(jù)磁路和結(jié)構(gòu)的不同,汽車點(diǎn)火線圈可分為開磁路和閉磁路點(diǎn)火線圈。為開磁路和閉磁路點(diǎn)火線圈。n開磁路點(diǎn)火線圈多用于傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)及普通開磁路點(diǎn)火線圈多用于傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)及普通電子點(diǎn)火系統(tǒng);閉磁路點(diǎn)火線圈具有漏磁少、電子點(diǎn)火系統(tǒng);閉磁路點(diǎn)火線圈具有漏磁少、轉(zhuǎn)換效率高、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、質(zhì)量輕等轉(zhuǎn)換效率高、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、質(zhì)量輕等優(yōu)點(diǎn),多應(yīng)用于高能電子點(diǎn)火系統(tǒng)及電控點(diǎn)優(yōu)點(diǎn),多應(yīng)用于高能電子點(diǎn)火系統(tǒng)及電控點(diǎn)火系統(tǒng)?;鹣到y(tǒng)。開磁路點(diǎn)火線圈的結(jié)構(gòu)開磁路點(diǎn)火線圈的結(jié)構(gòu) a)二低壓接柱式;)二低壓接柱式;b)三低壓接柱式)三低壓接柱式閉磁路點(diǎn)火線圈的結(jié)構(gòu)閉磁路點(diǎn)火線圈的結(jié)構(gòu)2)點(diǎn)火系統(tǒng)的基本組成與電路)點(diǎn)火系統(tǒng)的基本組成與電路(1)點(diǎn)火系統(tǒng)的基本組成。)點(diǎn)火系統(tǒng)的基本組成。(2)點(diǎn)火系統(tǒng)的工作原理。)點(diǎn)火系統(tǒng)的工作原理。(1)點(diǎn)火系統(tǒng)的基本組成。)點(diǎn)火系統(tǒng)的基本組成。 傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)由電源、點(diǎn)火開關(guān)傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)由電源、點(diǎn)火開關(guān)SW、點(diǎn)火線圈、分電器和火花塞等組成。點(diǎn)火線圈、分電器和火花塞等組成。傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)組成及原理示意圖傳統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)組成及原理示意圖(2)點(diǎn)火系統(tǒng)的工作原理。)點(diǎn)火
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