第二章電工電子技術(shù)基礎(chǔ)——PPT

1、課題5l2.1磁場(chǎng)與磁路的基本物理量教學(xué)目標(biāo) 1掌握磁場(chǎng)的基本物理量，能熟練應(yīng)用 2.理解磁導(dǎo)率的概念 1.電和磁相互依存，共生共滅的概念 2.電流在磁場(chǎng)中受力的概念 3.各物理量的基本定義教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn) 磁導(dǎo)率、磁阻的概念2.1.1 磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁通1.電流的磁場(chǎng) 由物理課可知，通電導(dǎo)體周圍存在磁場(chǎng)，通電螺線管中存在磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的方向由右手定則來判斷。除了通電導(dǎo)體存在磁場(chǎng)之外，永久磁鐵也存在磁場(chǎng)2.電磁力 磁場(chǎng)之間存在力的作用。同性相斥，異性相吸。因?yàn)榇艌?chǎng)是由電流產(chǎn)生的 兩個(gè)通電導(dǎo)體兩個(gè)通電導(dǎo)體之間存在力的之間存在力的作用；通電導(dǎo)作用；通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中要體在磁場(chǎng)中要受到力的作用受到力的作用3

2、磁感應(yīng)強(qiáng)度B 磁感應(yīng)強(qiáng)度是由通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的受力大小來定義的 磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，它的方向與該點(diǎn)磁場(chǎng)的方向相同4磁通 在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度與垂直于它的某一面積S的乘積，稱為該面積的磁通，用表示，即= BS2.1.2 磁導(dǎo)率1.磁導(dǎo)率是反映磁介質(zhì)導(dǎo)磁能力的物理量。不同的磁介質(zhì)磁導(dǎo)率不同。鐵、鈷、鎳等鐵磁材料，磁導(dǎo)率很高，其他材料，磁導(dǎo)率很低。2.相對(duì)磁導(dǎo)率r某物質(zhì)的磁導(dǎo)率與真空磁導(dǎo)率0的比值，稱為該物質(zhì)的相對(duì)磁導(dǎo)率，用r 表示自然界中大多數(shù)物質(zhì)的導(dǎo)磁性能較差，如空氣、塑料、木材、銅、鋁等，其 r 1，稱為非鐵磁物質(zhì)；只有鐵、鈷、鎳及其合金等，其r1，稱為鐵磁物質(zhì)2.1.3 磁場(chǎng)強(qiáng)度H定義：磁

3、場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與介質(zhì)的磁導(dǎo)率之比，稱為該點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)度，用H表示，即BH 2.1.4 磁通勢(shì)、磁阻1磁通勢(shì)Em2磁通勢(shì)與磁場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系在磁路中，磁場(chǎng)強(qiáng)度正比于磁通勢(shì)Em，反比于磁路的有效長度l，表達(dá)式為lINH3. 磁阻Rm電流在電路中流動(dòng)時(shí)會(huì)受到電阻的阻礙作用，磁通穿過磁路時(shí)同樣會(huì)受到磁阻的阻礙作用。磁阻的大小與磁路的長度成正比，與磁路材料的磁導(dǎo)率及截面積成反比。表達(dá)式為SlRm2.1.5 磁路歐姆定律理論和實(shí)驗(yàn)均可證明：在磁通勢(shì)Em的作用下，磁路中產(chǎn)生磁通的大小與磁通勢(shì)成正比，與回路中的磁阻Rm成反比，表達(dá)式為mmRE1.電、磁相互依存是電磁現(xiàn)象的本質(zhì)，磁場(chǎng)和磁場(chǎng)之間、磁場(chǎng)和電流之間

4、有力的作用是電磁現(xiàn)象本質(zhì)的體現(xiàn)。2.磁場(chǎng)的基本物理量是分析磁路的基礎(chǔ)，要加深理解。課題6l2.2 鐵磁材料的性質(zhì)及磁路計(jì)算l2.3 電磁鐵教學(xué)目標(biāo) 1.掌握鐵磁材料的磁化特性 2.了解鐵磁材料的工程應(yīng)用 3.了解磁路的組成，電磁鐵的工作原理 1.鐵磁材料的磁化曲線 2.磁路的組成教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn) 1.磁化曲線特性分析 2.磁阻的概念2.2.1 鐵磁材料的磁化特性（a）磁化前（b）磁化后1高導(dǎo)磁性2磁飽和性3磁滯特性4軟磁材料和硬磁材料（a）軟磁材料（b）硬磁材料2.2.2 磁性材料應(yīng)用1.軟磁材料制造變壓器、交流電動(dòng)機(jī)、接觸器、交流電磁鐵等電器設(shè)備的磁路鐵心，采用軟磁材料。并且應(yīng)用磁化曲線的線

5、性部分，防止進(jìn)入飽和區(qū)，因進(jìn)入飽和區(qū)會(huì)使磁化電流大大增加，使設(shè)備過流損壞。2.硬磁材料硬磁材料磁化后，能得到很強(qiáng)的剩磁，而又不易退磁，因此這類材料適用于制造永久磁鐵。常用的硬磁材料有鎢鋼、鋁鎳合金、稀土材料等。硬磁材料因磁化后能保持剩磁，還用于制造記憶器件。 圖為常用的幾種電磁鐵的結(jié)構(gòu)圖（a）起重電磁鐵（b）繼電器（c）電磁閥2.3.1 直流電磁鐵給電磁鐵的勵(lì)磁線圈中通入直流電流，鐵心對(duì)銜鐵產(chǎn)生吸力。銜鐵受到的吸力，跟兩磁極間的磁感應(yīng)強(qiáng)度B 2和磁極的面積成正比比，即F B 2S 。作用在銜鐵上的吸力為式中，F(xiàn) 電磁吸力，單位為N（牛）；B 空氣隙中的磁感應(yīng)強(qiáng)度，單位為T（特）；S 鐵心的橫截

6、面積，單位為m2（米2）SBF278102.3.2 交流電磁鐵1.工作原理交流電磁鐵與直流電磁鐵在原理上并無區(qū)別，只是交流電磁鐵的勵(lì)磁線圈上所加的是交流電壓，電磁鐵中的磁場(chǎng)是交變的。通過數(shù)學(xué)分析可知，交流電磁鐵的平均吸力為2. 消除振動(dòng)SBFm27016101. 鐵磁材料的磁化特性呈非線性和磁滯性，在應(yīng)用中根據(jù)不同的需要選擇工作在特性線的不同部位。2.鐵磁材料是制造電器的重要材料，其磁導(dǎo)率越大，設(shè)備的體積越小，損耗越小。鐵磁材料隨著技術(shù)的進(jìn)步，磁導(dǎo)率也在不斷的提高，大型電器設(shè)備考慮到節(jié)能（變壓器、電動(dòng)機(jī)），過一段時(shí)期就要更新?lián)Q代。課題6l2.4 電磁感應(yīng)、自感應(yīng)和互感應(yīng)教學(xué)目標(biāo) 1.掌握電磁感

7、應(yīng)原理 2.掌握自感應(yīng)、互感應(yīng)原理 3.了解自感應(yīng)和互感應(yīng)的工程應(yīng)用 電磁感應(yīng)原理教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn) 電磁感應(yīng)原理2.4.2產(chǎn)生電磁感應(yīng)的兩種形式從形式上看，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有兩種方法切割磁力線和磁通量變化。1切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 2磁通量變化產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)磁通量變化產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的正方向 楞次定律指出：如果回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是由于穿過回路的磁通量變化產(chǎn)生的，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)在閉合回路中將產(chǎn)生一電流，由這一電流產(chǎn)生的磁通總是阻礙原磁通的變化。產(chǎn)生電磁感應(yīng)的條件是穿過線圈的磁通必須發(fā)生變化（或?qū)Ь€切割磁力線），而不是已有穿過線圈磁通的大小。所以又有“電流生磁、磁動(dòng)生電”一說。電磁感應(yīng)現(xiàn)象可

8、以發(fā)生在由鐵磁材料形成的磁路中，也可發(fā)生在非鐵磁材料或空氣、真空中。結(jié)論結(jié)論2.4.3 自感應(yīng)和互感應(yīng)1自感應(yīng)由于線圈本身電流變化而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象，稱為自感應(yīng)，簡稱自感，所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)稱為自感電動(dòng)勢(shì)，用eL表示。自感電動(dòng)勢(shì)同樣可以用電磁感應(yīng)公式來計(jì)算：當(dāng)線圈的匝數(shù)為N，自感電動(dòng)勢(shì)為eL dtddtdN2互感應(yīng) 當(dāng)一個(gè)線圈中電流變化，而在另一線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象，稱為互感應(yīng)。所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)稱為互感電動(dòng)勢(shì)。兩個(gè)互感線圈稱為磁耦合線圈。 2互感應(yīng) （1）互感系數(shù)M （2）耦合系數(shù) 全耦合弱耦合干擾耦合（a）緊密耦合（b）非緊密耦合2.4.4 電感的能量線圈存在電感（直導(dǎo)線也存在電感），當(dāng)

9、線圈通入電流時(shí)，就產(chǎn)生磁場(chǎng)，就儲(chǔ)存電能。2L21Wi1.電磁感應(yīng)現(xiàn)象是電工技術(shù)中非常重要的物理現(xiàn)象，他成為電工技術(shù)中若該門類的技術(shù)基礎(chǔ)，我們要對(duì)該現(xiàn)象做深刻理解。2.電感器件是電工技術(shù)三大原件之一，是電工技術(shù)基礎(chǔ)器件。課題l2.5渦流l2.6工程應(yīng)用教學(xué)目標(biāo)1.掌握渦流損耗原理，會(huì)分析渦流現(xiàn)象2.了解電磁現(xiàn)象的工程應(yīng)用1.渦流的產(chǎn)生2.渦流的消除片狀鐵心鐵氧體磁路3.渦流的應(yīng)用 利用渦流的發(fā)熱原理可進(jìn)行塑料焊接、金屬冶煉、零件淬火等。渦流煉鋼2.6.1 磁場(chǎng)中電流產(chǎn)生電磁力的應(yīng)用1.直流電動(dòng)機(jī)2.電動(dòng)揚(yáng)聲器3.電動(dòng)式儀表2.6.2 電磁感應(yīng)原理的的應(yīng)用1.發(fā)電機(jī)2.電動(dòng)話筒3. 電感傳感器4. 電感儲(chǔ)能放能的應(yīng)用（a）變間隙傳感器(b) 互感傳感器(a)交流電抗器 (b )