電工基礎(chǔ)3～4學(xué)時(shí)-課件(3)

1、一、磁場(chǎng)對(duì)載流直導(dǎo)體的作用二、磁場(chǎng)對(duì)通電矩形線圈的作用第三節(jié) 磁場(chǎng)對(duì)載流導(dǎo)體的作用、左手定則1.電磁力的產(chǎn)生式中通電導(dǎo)體受到的電磁力（N）；磁感應(yīng)強(qiáng)度（T）；導(dǎo)體中的電流強(qiáng)度（A）；導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的長(zhǎng)度（m）；電流方向與磁感應(yīng)線的 夾角（）。電磁力計(jì)算公式 載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中所受的作用力稱為電磁力。一、磁場(chǎng)對(duì)載流直導(dǎo)體的作用（二）通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)內(nèi)受力方向的判斷通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的受力方向可用左手定則判斷。一、磁場(chǎng)對(duì)載流直導(dǎo)體的作用 左手定則：將左手伸平，拇指與四指垂直放在一個(gè)平面上，讓磁力線垂直穿過(guò)手心，四指指向電流方向，則拇指所指方向就是導(dǎo)體的受力方向。一、磁場(chǎng)對(duì)載流直導(dǎo)體的作用（三）相互平行的通

2、電直導(dǎo)體間的相互作用 結(jié)論：通過(guò)同方向電流的平行導(dǎo)線是相互吸引的；通過(guò)反方向電流的平行導(dǎo)線是相互排斥的。一、磁場(chǎng)對(duì)載流直導(dǎo)體的作用 方向向下， 方向向上。構(gòu)成一個(gè)力偶距，使線圈以O(shè)O為軸按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。二、磁場(chǎng)對(duì)通電矩形線圈的作用 如果矩形線圈由N匝繞制，則轉(zhuǎn)矩為 當(dāng)線圈平面與磁力線平行時(shí)，轉(zhuǎn)矩最大。當(dāng)線圈平面與磁力線垂直時(shí)，轉(zhuǎn)矩為零。所以，磁場(chǎng)總是使線圈轉(zhuǎn)到與其垂直的位置。二、磁場(chǎng)對(duì)通電矩形線圈的作用第四節(jié)磁化、電磁鐵、磁路一、物質(zhì)的磁化1.磁化的基本概念2.起始磁化曲線3.磁滯回線二、鐵磁材料的分類和用途三、磁路四、電磁鐵五、直流電磁鐵與交流電磁鐵的區(qū)別六、電磁鐵的特點(diǎn)、分類及其應(yīng)用1.

3、磁化的概念 原來(lái)沒有磁性的物質(zhì)，在外磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生磁性的現(xiàn)象叫做磁化。 凡是鐵磁物質(zhì)都能被磁化。原因是： 鐵磁物質(zhì)是由許多被稱為磁疇的磁性小區(qū)域組成。在無(wú)外磁場(chǎng)作用時(shí)，磁疇排列雜亂無(wú)章，小磁疇本身具有的磁性相互抵消，對(duì)外不呈現(xiàn)磁性。 在外磁場(chǎng)作用下，磁疇都趨向外磁場(chǎng)，形成附加磁場(chǎng)，從而使原磁場(chǎng)顯著增強(qiáng)。2.起始磁化曲線 鐵磁物質(zhì)從完全無(wú)磁狀態(tài)進(jìn)行磁化的過(guò)程中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B將按照一定規(guī)律隨外磁場(chǎng)強(qiáng)度H的變化而變化，這種B-H關(guān)系曲線叫做起始磁化曲線。 Oa段： 起始磁化段 ab段： 線性段 bc段： 膝部段c點(diǎn)以后：飽和段 在H變化過(guò)程中，B跟著變化，因而也在變化。1稱為起始磁導(dǎo)率。3.磁滯回線

4、 實(shí)驗(yàn)：利用以下的磁化裝置使鐵磁材料在交變磁場(chǎng)中進(jìn)行反復(fù)磁化。 （4）使反向磁場(chǎng)恢復(fù)到0。 （1）調(diào)節(jié)R使H達(dá)到最大值（ +Hm ）。（2）使Hm 減小到0。 （3）通過(guò)開關(guān)S使H反向增加至- Hm 。 實(shí)驗(yàn)步驟：3.磁滯回線 通過(guò)反復(fù)磁化得到的BH關(guān)系曲線abcdefa叫做磁滯回線。 由于鐵磁材料在反復(fù)磁化過(guò)程中，B的變化總是滯后于H的變化，我們稱這一現(xiàn)象為磁滯。 磁滯是由于鐵磁材料中磁分子的慣性和摩擦造成的。Br剩磁； Hc“矯頑力”； -Br反向剩磁。 Oa段起始磁化曲線；3.磁滯回線 不同的外磁場(chǎng)強(qiáng)度情況下得到一系列磁滯回線，把這些磁滯回線的頂點(diǎn)連接起來(lái)所得到的曲線稱為基本磁化曲線。3

5、.磁滯回線 以下是幾種常用的鐵磁材料的基本磁化曲線。 總結(jié)鐵磁材料的性質(zhì)： 1.能被磁體吸引。 4.磁感應(yīng)強(qiáng)度有一個(gè)飽和值。2.能被磁化并且有剩磁和磁滯損耗。 3.磁導(dǎo)率不是常數(shù)。二、鐵磁材料的分類和用途 根據(jù)矯頑力的大小把鐵磁材料分成三大類。 1.軟磁材料 2.硬磁材料易磁化也易去磁。 3.矩磁材料不易磁化也不易去磁。一經(jīng)磁化便達(dá)到飽和值。三、磁路1.磁路的概念 磁通（磁力線）集中通過(guò)的閉合路徑稱為磁路。 形成磁路的最好方法是利用鐵磁材料按照電器的結(jié)構(gòu)要求而作成各種形狀的鐵心。 我們把通過(guò)鐵心的磁通稱為主磁通，鐵心外的磁通稱為漏磁通。2.磁路歐姆定律令則即磁路歐姆定律。 相當(dāng)于電路中的電動(dòng)勢(shì)

6、，是產(chǎn)生磁通的磁源，因此稱為磁通勢(shì)（磁動(dòng)勢(shì)）。2.磁路歐姆定律 一方面，磁路與電路有本質(zhì)的區(qū)別：電路斷開時(shí)，電流為零，電動(dòng)勢(shì)依然存在；可是磁路沒有開路狀態(tài)，因?yàn)榇帕€時(shí)不可斷開的閉合曲線。 另一方面，磁路與電路有很多相似之處，以下是它們的對(duì)應(yīng)關(guān)系。磁路電路磁通勢(shì)Fm=NI（A 匝）電動(dòng)勢(shì)E（V）磁通（Wb）電流I（A）磁導(dǎo)率（H/m）電阻率（m）磁阻Rm=l/（ S） （1/H）電阻R=l/S（）歐姆定律=Fm/Rm歐姆定律I=E/R四、電磁鐵 電磁鐵是利用通電的鐵心線圈吸引銜鐵或保持某種機(jī)械零件、工件于固定位置的一種電器。 電磁鐵一般由勵(lì)磁線圈、鐵心和銜鐵三個(gè)主要部分組成。 電磁吸力是電磁鐵

7、的主要參數(shù)之一。磁感應(yīng)強(qiáng)度（T）；F 電磁吸力（N）；磁極端面的截面積（m2)。式中 幾種形式的電磁鐵：a）是起重電磁鐵；b）是控制電磁鐵；c）是平面磨床磁吸盤。四、電磁鐵五、直流電磁鐵與交流電磁鐵的區(qū)別 1）直流電磁鐵的勵(lì)磁電流、磁通、磁感應(yīng)強(qiáng)度等都是恒定不變的，而在交流電磁鐵中卻是隨時(shí)間不斷交替變化的。 2）交流電磁鐵中由于電源交變，因而在交變磁通作用下，鐵芯中產(chǎn)生磁滯損耗，但直流電磁鐵中因電流恒定而沒有上述損耗。 3）氣隙影響。直流電磁鐵中線圈電流（勵(lì)磁電流）的大小僅決定于線圈端電壓和線圈電阻而與鐵芯和銜鐵之間的氣隙無(wú)關(guān)。但對(duì)于交流電磁鐵卻不同，如果銜鐵在吸合過(guò)程中被卡住，此時(shí)氣隙較大，

8、從而使勵(lì)磁電流增大導(dǎo)致線圈過(guò)熱而損壞。使用時(shí)若發(fā)現(xiàn)鐵芯被卡住，則應(yīng)立即切斷電源，排除故障，不可大意。六、電磁鐵的特點(diǎn)、分類及其應(yīng)用 1電磁鐵具有以下特點(diǎn) 1）動(dòng)作迅速、靈敏、容易控制。 2）勵(lì)磁電流通過(guò)線圈時(shí)，呈現(xiàn)磁性，電流中斷時(shí)，即失磁。 3）勵(lì)磁電流方向改變時(shí)，電磁鐵的極性也發(fā)生改變。 4）勵(lì)磁電流越大，線圈匝數(shù)越多，磁性越強(qiáng)，對(duì)銜鐵的吸力越大。 2電磁鐵的分類及其應(yīng)用 電磁鐵按照勵(lì)磁電流的性質(zhì)可分為直流電磁鐵和交流電磁鐵兩大類。按照用途和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，又可分起重用電磁鐵和控制、保護(hù)用電磁鐵。 由于電磁鐵具有動(dòng)作迅速、靈敏、易控制等優(yōu)點(diǎn)，在日常生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、特別是遠(yuǎn)距離控制以及自動(dòng)化、半自

9、動(dòng)化設(shè)備中，常用電磁鐵代替人工完成各種搬運(yùn)、控制和保護(hù)作用。電磁鐵的應(yīng)用 利用電磁鐵來(lái)制動(dòng)機(jī)床和起重機(jī)的電動(dòng)機(jī)原理如下。小結(jié) 1載流導(dǎo)體（或線圈）在磁場(chǎng)中要受到作用力，稱做電磁力。 1）磁場(chǎng)對(duì)通電直導(dǎo)體的電磁力大小是：電磁力的方向可用左手定則確定。 2）磁場(chǎng)對(duì)通電矩形線圈的轉(zhuǎn)矩是：若線圈有N匝，則MNBIScos 2鐵磁物質(zhì)的性能 1）使原來(lái)沒有磁性的物質(zhì)具有磁性的過(guò)程稱作磁化。鐵磁物質(zhì)都能夠磁化。鐵磁物質(zhì)在外加磁場(chǎng)作用下，磁疇趨向磁場(chǎng)方向形成附加磁場(chǎng)，使外加磁場(chǎng)增強(qiáng)。 2）鐵磁物質(zhì)在反復(fù)磁化過(guò)程中，有飽和、剩磁、磁滯現(xiàn)象，而且還有磁滯損失。所謂磁滯現(xiàn)象，就是B的變化總是落后于H的變化；所謂剩

10、磁現(xiàn)象就是當(dāng)H為零B不等于零的現(xiàn)象。 3）鐵磁物質(zhì)根據(jù)磁滯程度不同可分為軟磁、硬磁、矩磁三類。由于鐵磁材料中的磁阻Rm不是常數(shù)，所以一般不能直接用它進(jìn)行磁路計(jì)算，只作定性分析。 3電磁鐵是利用鐵心線圈通電后產(chǎn)生磁場(chǎng)并吸引鐵磁物質(zhì)這一特性制成的。 電磁鐵一般由勵(lì)磁線圈、鐵心和銜鐵三個(gè)部分組成。各式繼電器、電磁式開關(guān)等都是由電磁鐵控制其動(dòng)作的。 4磁路中的磁通、磁通勢(shì)和磁阻之間的關(guān)系，可用磁路歐姆定律表示。即： 由于鐵磁材料中的磁阻Rm不是常數(shù)，所以一般不能直接用它進(jìn)行磁路計(jì)算，只作定性分析。思考與練習(xí) 1鐵磁材料具有哪些基本性質(zhì)？為什么磁導(dǎo)率不是常數(shù)？ 2鐵磁物質(zhì)一般分幾類？各有什么特點(diǎn)？ 3平面磨床的電磁工作臺(tái)在工件加工完畢后，需要在勵(lì)磁線圈中通往短暫的反向電流，這樣方能取下工件，為什么？ 4說(shuō)明電磁鐵的基本工作原理、