1、汽車電工電子第二章演示文稿第一頁，共四十六頁。（優選）汽車電工電子第二章第二頁，共四十六頁。磁的基礎知識一、電流的磁場1、早在公元前3世紀，我國就已發現磁石吸鐵的現象。磁石吸鐵的性質稱為磁性。具有磁性的材料稱為磁性材料。通常所說的磁鐵就是一種具有磁性的材料。第三頁，共四十六頁。一切磁現象都源于電流，永久磁鐵磁性的起源是分子環流。組成一切物質的分子是一個個小環形電流，物質被磁化后，分子環流規則排列，從而對外產生磁場。例： 條形磁鐵周圍的磁場 U型磁鐵周圍的磁場第四頁，共四十六頁。2、磁場方向規定：小磁針的N極在磁場中任一點所指的方向為該點的磁場方向。在研究磁場時引入磁感線來形象地描繪磁場分布，磁

2、感線在任一點的切線方向為該點的磁場方向。第五頁，共四十六頁。磁場的特性1）磁場對處在場內的另一截流導體或鐵磁物質有力的作用，并能在對磁場作相對運動的導體中產生感應電動勢。2）磁場具有能量。通電直導線和通電線圈的磁場1）對于載流導線所激發的磁場，電流及其磁場之間的方向關系可用右手螺旋定則來判斷，即將右手拇指指向電流方向，而彎曲的四肢指向就是磁場方向。第六頁，共四十六頁。2）對于載流線圈所激發的磁場，電流及其磁場也滿足右手螺旋定則，即右手握住線圈，是彎曲的四肢指向與線圈中電流的方向一致，則拇指指向即是線圈內磁場方向。第七頁，共四十六頁。二、磁場的基本物理量1、磁感應強度和磁通1）磁感應強度(B)：

3、磁感應強度是表示空間某點磁場強弱與方向的物理量。磁感應強度B的方向即為磁場各點的磁場方向，其大小等于與磁感線方向垂直的載有單位電流、單位長度的直導線在該點受到的電磁力，并有 B=FIL若在磁場的各個點上，載流導體受到的電磁力F大小相等，方向相同，則表明磁場中各點的強弱程度相同，即磁感應強度相同，這樣的磁場稱為均勻磁場。對于均勻磁場，可用書迷均勻、方向相同的磁感線表示。2）在國際單位制中，磁感應強度的單位是T（特斯拉）1T=1Wb/在工程計算中，采用Gs(高斯)作為磁感應強度的單位，1Gs=10-4T第八頁，共四十六頁。2 磁通1）在均勻磁場中，磁感應強度B的大小與垂直于磁感應強度B的某一面積的

4、乘積為磁通： =BS2)磁通國際單位制單位是Wb（韋伯），在工程上常用Mx(麥克斯韋)作為磁通的單位，1Mx=10-8Wb3）如果把磁感應強度B和磁通與磁感線聯系起來，則可認為磁通在數值等于垂直穿過該截面的磁感線數。而磁感應強度就等于垂直穿過單位面積的磁感線數，因此磁感應強度又稱磁通密度。第九頁，共四十六頁。磁導率磁導率表示物質的導磁性能，其單位是H/m(亨/米)。真空磁導率0=410-7H/m。在自然界，大多數物質的磁導率近似等于真空的磁導率，只有鎳、鈷及其合金的磁導率很大，通常這類物質稱為鐵磁物質或鐵磁材料。鐵磁材料1、鐵磁材料的磁性能：1）將線圈繞在鐵磁材料上并通入直流電流（勵磁電流）就

5、會產生很大的磁場，這個過程叫磁鐵材料的磁化。2）磁鐵材料在磁化過程中表現出來的特性：1.高磁導性：鐵磁材料的磁導率在一般情況下很大，具有很強的被磁化特性。它們在外磁場作用下，能產生遠大于外磁場的附加磁場。因此，可用較小的電流產生較強的磁場，使線圈的體積、重量都大為減小，電機、電氣設備都采用鐵芯就是這個道理。鐵磁材料在電氣設備中獲得了廣泛的應用。第十頁，共四十六頁。2.剩磁性：鐵磁材料經磁化后，若勵磁電流降低為零，鐵磁材料中仍能保留一定的剩磁。3.磁飽和性：勵磁電流變化時鐵磁材料內的磁感應強度B也隨著變化，當勵磁電流增加到某一值時，磁感應強度B值的增加極為緩慢，鐵磁材料內的磁感應強度達到飽和值B

6、m。4.磁滯性：鐵磁材料在大小和方向不斷變化的電流作用下進行反復磁化時，在反復磁化的過程中，B的變化滯后于電流的變化（如當電流減小到零時B0），而且造成能量損失，即磁滯損耗。2、鐵磁材料的分類1.根據鐵磁材料的磁性能，常把鐵磁材料分為兩類：1）軟磁性材料。剩磁、磁滯損耗均較小。常用的軟磁性材料有硅鋼片（電工鋼）、鑄鋼和鑄鐵，他們是變壓器、電機和交流電磁鐵的重要導磁材料。2）硬磁性材料。剩磁、磁滯損耗均較大。硬磁材料被磁化后，能得到很強的剩磁，而不易退磁。這類材料適用于制造永久磁鐵。常用的硬磁性材料有鎢鋼、鋁鎳合金等。第十一頁，共四十六頁。回顧舊知：（2分鐘）磁場的特性？（關鍵字）磁場對處于場內

7、的載流體有力的作用，并能對磁場中相對運動的導體內產生電動勢。磁感應強度的概念？磁感應強度是描述空間某點磁場強弱與方向的物理量。磁場強度計算公式？B=F/IL鐵磁材料的性質？1高導磁性2剩磁性3磁飽和性4磁滯性第十二頁，共四十六頁。預習課本P28-P31并回答下列問題采用閱讀的方式，畫出重點定義，并提煉課本每小結的中心思想。將預習過程中的無法理解的問題記錄下來。小組討論（5分鐘）與小組內成員分享自己的認識，并將自己預習中遇到的問題提出，尋求小組內成員解答。自主預習（7分鐘）第十三頁，共四十六頁。電磁鐵的定義?（2分鐘）電磁鐵是利用通電的鐵芯吸引銜鐵或保持某種機械零件工件固定位置的一種電器。電磁鐵

8、的組成？線圈、鐵心、銜鐵。電磁鐵的吸力公式？繼電器的種類？電壓繼電器、電流繼電器、速度繼電器、壓力繼電器、熱繼電器。第十四頁，共四十六頁。第二節 電磁鐵和繼電器一、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械零件、工件于固定位置的一種電器。電磁鐵可分為線圈、鐵心及銜鐵三部分。銜鐵的動作可使其他機械裝置發生聯動。當電源斷開時，電磁鐵的磁性隨著消失，銜鐵或其他零件被釋放。工業上利用電磁鐵完成起重、制動、吸持等機械動作。在自動控制系統中經常利用電磁鐵附上觸頭等相應部件做成各種繼電器、接觸器、調整器及驅動器。第十五頁，共四十六頁。 電磁鐵可分為直流電磁鐵和交流電磁鐵。直流電磁鐵中，鐵心是用整

9、塊軟鋼制成的，而交流電磁鐵中，為了減小鐵損（磁滯損失和渦流損失），鐵心是由硅鋼片疊成的。（鐵損）2、直流電磁鐵的工作原理電磁鐵的線圈通電后鐵心磁化將銜鐵吸引，鐵心吸引銜鐵的力稱為電磁鐵的吸力，吸力是電磁鐵的重要參數之一。電磁鐵的線圈兩端加以直流電壓U，則鐵心線圈通電電流為I時，電磁鐵的吸力為F=107SB2/8F磁鐵吸力,N;B氣隙處的磁感應強度，T；S鐵心與銜鐵吸合處的橫截面積，m2必須指出，由于直流電磁鐵的線圈里流過的是直流電流，線圈的電阻要承受全部外加電壓，所以直流電磁鐵的線圈匝數很多，電阻較大。第十六頁，共四十六頁。電磁鐵在生活中的應用1、電磁起重機：電磁鐵在實際中的應用很多，最直接的

10、應用就是電磁起重機。把電磁鐵安裝在吊車上，通電后吸起大量鋼鐵，移動到另一位置后切斷電流，把鋼鐵放下。大型電磁起重機一次可以吊起幾噸鋼材。同學們想一想怎么保證它的安全性。自動擋雙離合器實現的原理。2.電鈴：電路閉合，電磁鐵吸引彈性片，使鐵錘向鐵鈴方向運動，鐵錘打擊鐵鈴而發出聲音，同時電路斷開，電磁鐵沒有了磁性，鐵錘又被彈回，電路閉合。如此不斷重復，電鈴發出了持續的鈴聲。 第十七頁，共四十六頁。3、家里的一些電器，如電冰箱、吸塵器上都有電磁鐵。在電動機、發電機和電磁繼電器里也用到電磁鐵。全自動洗衣機的進水、排水閥門，衛生間里感應式沖水器閥門，也都是由電磁鐵控制的。 第十八頁，共四十六頁。2022/

11、9/1419霍爾鉗形電流表的使用被測電流的導線從此處穿入鉗形表的環形鐵心手指按下此處，將鉗形表的鐵心張開將被測電流導線逐根夾到鉗形表的環形鐵心中 將空調電源的“三芯護套線”夾到鉗形表的環形鐵心中，鉗形表的示值為多少？為什么？第十九頁，共四十六頁。二 繼電器1、繼電器的作用和分類繼電器是一種根據某種物理量的變化，使其自身的執行機構動作的電器。無論繼電器的輸入量是電量或是非電量，繼電器工作的最終目的總是控制觸電的分斷和閉合。而觸電又是控制電路分斷的，因此它既可以用來改變控制電路的工作狀態，按照預先設計的控制程序完成預定的控制任務，也可以根據電路狀態、參數的改變對電路實現某種保護。2）繼電器的分類：

12、1，按輸入信號可分為電壓繼電器、電流繼電器、功率繼電器、壓力繼電器、溫度繼電器等；2，按工作原理可分為電磁繼電器、感應繼電器、電動式繼電器、電子式繼電器、熱繼電器等。第二十頁，共四十六頁。電磁式繼電器的組成和工作原理1、在汽車電氣設備中觸電式電壓調節器、代起動繼電器的電磁操縱強制齒合式起動機等都用到電磁式繼電器。電磁式繼電器由電磁機構和觸點系統組成。第二十一頁，共四十六頁。電磁式繼電器的典型結構按其在電路中的連接方式，可分為電流繼電器、電壓繼電器和中間繼電器第二十二頁，共四十六頁。 電磁式電流式繼電器的線圈串于被測電路中，根據電流變化而動作。電磁式電壓繼電器把線圈并接于被測電路中，線圈的匝數多

13、、導線細、阻抗大。繼電器根據所接線路電壓值的變化，處于吸合或釋放狀態。中間繼電器實質上是電壓繼電器，只是觸電數量多，容量也大，當電壓繼電器、電流繼電氣的觸電容量不夠時，可以利用中間繼電器作功率放大；當觸電數量不夠時，也可以利用中間繼電器增加觸點數量以控制多條回路。試做一個用12V電壓控制120V電路的，電路圖。第二十三頁，共四十六頁。三 汽車喇叭電路現代汽車上都裝有喇叭，它的用途主要是在行駛時根據需要和規定，發出必要的音響信號，警告行人和其他車輛，以保證交通安全；同時還可以用于催行和傳遞信息。1、電喇叭的構造：電喇叭的特點是以蓄電池為電源，通過電磁圈或電磁電路激勵喇叭膜片振動而發出聲音，按其外

14、部性狀的不同分為螺旋形、盆形和長筒形。第二十四頁，共四十六頁。電喇叭的構造：第二十五頁，共四十六頁。電喇叭的工作原理：按下喇叭按鈕即接通電路，電流由鉛蓄電池正極經熔斷器流入繼電器線圈后，通過觸電和喇叭按鈕搭鐵，回到蓄電池負極。電磁鐵心產生電磁力吸引動盤使膜片向下拱曲。與此同時，中心桿頂端的音量調整螺母將動觸點打開，切斷電路，鐵心電磁力消失，在彈簧片的作用下，動盤向上移動使膜片也向上拱曲，觸電又閉合，電磁力有吸引力動盤使膜片向下拱曲。如此反復，膜片不斷上下拱曲而產生振動，發出聲波由揚聲器導出。通過調整動盤與鐵心的氣隙大小，可以調整音調。第二十六頁，共四十六頁。當堂達標第二十七頁，共四十六頁。當堂

15、達標第二十八頁，共四十六頁。本節小結電磁鐵的分類。電磁鐵的幾種形式。直流電磁鐵的工作原理和吸力大小的計算。繼電器的作用和分類。汽車喇叭電路的工作原理。第二十九頁，共四十六頁。第三節 電磁感應電流可以產生磁場，那么反過來，磁場是否能產生電流呢？英國物理學家法拉第對這個問題探究了10年，于1831年發現磁場在一定條件下能使導體產生電流。這類現象稱為電磁感應。這一發現不僅深刻地揭示了電和磁之間的內在聯系，進一步推動了電磁理論的發展，而且在生產技術具有劃時代的意義。根據電磁感應原理，人們設計并制造了發電機、感應電動機和變壓器等設備。第三十頁，共四十六頁。視頻回顧：結論：只要0就有電磁感應現象發生 第三

16、十一頁，共四十六頁。以上兩個實驗證明：當導體切割磁感線運動或通過線圈的磁通量發生變化時，導體或線圈中就會產生電動勢。這種現象稱為電磁感應現象，而由電磁感應產生的電動勢叫感應電動勢，有感應電動勢產生的電流叫感應電流。第三十二頁，共四十六頁。問題2第三十三頁，共四十六頁。分析：在電磁感應現象中，既然閉合回路中有感應電流，那么這回路中就一定有電動勢。電路斷開時，雖然沒有感應電流，電動勢依然存在。一、直導體中的感應電動勢1、感應電動勢的方向：作切割磁感線運動的導體，其產生感應電動勢的方向可用右手定則來確定：平伸右手，拇指與四指垂直，讓磁感線垂直穿過手心，拇指指向運動方向，四指所指方向就是感應電動勢的方

17、向（或是感應電流的方向）2、判斷感應電動勢方向時要把導體看成一個電源，在導體內部，感應電動勢方向由負極指向正極。感應電流方向與感應電動勢方向相同。當直導體沒有形成閉合回路時，導體中只產生感應電動勢，不產生感應電流。第三十四頁，共四十六頁。感應電動勢的大小：實驗證明：在均勻磁場中，做切割磁感線運動的直導體，其感應電動勢e的大小與磁感應強度B、導體的有效長度l、導體的運動速度v以及導體運動方向與磁感線方向之間夾角的正弦值成正比，即： e=Blvsin例題1：如圖所示的均勻磁場中，B=0.4T，導體ab長L=40cm，電阻Rab=0.5，框架電阻不計，當導體ab以V=5m/s，勻速向左運動時，電路中

18、產生的感應電流？第三十五頁，共四十六頁。例題2： 如圖2-7所示，受外力作用的直導體AB，在均勻磁場中以v=20m/s的速度做勻速直線運動。設B=1T，導體有效長度L=0.5m，導體電阻R0=1，負載電阻R=9。失球導體AB中的感應電動勢e和電流I及作用于導體的外力F外第三十六頁，共四十六頁。該例說明：當外力使導體作切割磁感線運動時，外力克服電磁力作功，將機械能轉換成電能，這就是發電機的工作原理。第三十七頁，共四十六頁。線圈中的感應電動勢上節回顧：當導體切割磁感線運動或通過線圈的磁通量發生變化時，導體或線圈中就會產生電動勢。這種現象稱為電磁感應現象，而由電磁感應產生的電動勢叫感應電動勢，由感應

19、電動勢產生的電流叫感應電流。1、做切割磁感線運動的導體，其產生感應電動勢的方向可用右手定則來確定：平伸右手，拇指與四指垂直，讓磁感線垂直穿過手心，拇指指向運動方向，四指所指方向就是感應電動勢的方向。2、感應電動勢的大小： e=Blv sin第三十八頁，共四十六頁。線圈中的感應電動勢1、感應電動勢的方向線圈中的磁通量發生變化時，線圈就會產生感應電動勢。感應電動勢的方向由楞次定律和右手螺旋定則來判定。楞次通過大量的實驗證明：感應電流產生的磁通總是企圖阻礙原磁通的變化。即：當線圈中的磁通量要增加時，感應電流產生的磁通方向與原磁通方向相反；若線圈中原來的磁通量減少，則感應電流產生的磁通方向與原磁通方向

20、一致。第三十九頁，共四十六頁。用楞次定律和右手螺旋法則判定感應電動勢方向一般要經過四個步驟：（1）先判斷出原磁通的方向；（2）判斷穿過線圈的磁通的變化情況（增加或減少）；（3）用楞次定律判斷出線圈中感應電流的磁通方向；（4）用右手螺旋法則判斷出感應電流方向。 第四十頁，共四十六頁。根據原磁通方向用右手螺旋法則判斷一個感應電流的參考方向（用右手握住線圈，使拇指與原磁通方向一致，則四個指頭所指方向即為線圈中感應電流的參考方向。）；根據穿過線圈的磁通變化情況確定線圈中感應電流的實際方向（若穿過線圈的磁通增加，則感應電流的實際方向與參考方向相反；若穿過線圈的磁通減少，則感應電流的實際方向與參考方向相同。） 第四十一頁，共四十六頁。 2