磁场物理量、磁路及其基本定律1.doc

电工电子技术教案磁场物理量、磁路及其基本定律【教学内容】1. 磁场的基本物理量：磁感强度B、磁通、磁场强度H和磁导率2. 磁性材料的磁性能3. 磁路及其基本定律【教学方式】讲授、启发、讨论【教具】直尺【目的和要求】1. 了解磁场的基本物理量2. 了解磁性材料的磁性能3. 掌握磁路的基本定律【重点和难点】1. 磁场的基本物理2. 磁路及其基本定律【预习要求】磁场和磁路的概念【复习旧课】提问：三相负载的联接方式有哪两种？各有什么特点？【教学过程】一、 磁场的基本物理1、 磁感强度B磁感强度是表示磁场内某点磁场强弱（磁力线多少）和磁场方向的物理量。它有方向，是矢量。BF/lI式中：F是电磁力l是导体的长度I是通过磁体的电流磁感强度的方向可用右手螺旋定律来确定，单位是特斯拉（T）2、 磁通磁感强度与垂直于磁场方向的面积的乘积，称为通过这个面积的磁通。BS或B/S 单位：韦伯（Wb）3、 磁导率磁导率是描述磁场介质导磁能力的物理量。单位：亨利/米（H/m）4、 磁场强度HHB/或BH磁场强度为磁场中某一点磁感强度与该点介质的磁导率的比值。说明：磁场强度H只与电流大小、线圈匝数及该点位置有关，与这点介质的磁导率无关。它有单位是安/米（A/m）。它是为了方便计算引入的物理量。二、 磁性材料的磁性能导磁性：磁导率可达102104，由铁磁材料组成的磁路磁阻很小，在线圈中通入较小的电流即可获得较大的磁通。磁饱和性：B不会随H的增强而无限增强，H增大到一定值时，B不能继续增强。磁滞性：铁心线圈中通过交变电流时，H的大小和方向都会改变，铁心在交变磁场中反复磁化，在反复磁化的过程中，B的变化总是滞后于H的变化。磁化曲线磁滞曲线三、 磁路及其基本定律磁路指由磁材料构成的磁通路径，它是一个闭合的曲线。由磁感强度与励磁电流I的关系BNI/l=H可得 NI=Hl=Bl/=l/S或 =F/Rm 式中F磁通势Rm 磁阻l 磁路的平均长度S 磁路的截面积四、 课堂小结1. 磁场的基本物理量B、H2. 磁性材料的磁性能3. 磁路的概念4. 磁路的基本定律【作业】习题5.03交流铁心线圈与电磁铁【教学内容】1. 交流铁心线圈的电磁关系2. 交流铁心线圈的电压电流关系3. 功率损耗4. 电磁铁【教学方式】讲授、启发、讨论【教具】直尺【目的和要求】1. 了解铁心线圈的电磁关系2. 掌握电压电流关系3. 了解功率损耗和电磁铁的特点【重点和难点】1. 铁心线圈的电磁关系2. 电压电流的关系【预习要求】铁心线圈的特征【复习旧课】提问：磁路的欧姆定律是什么？【教学过程】直流铁心线圈铁心线圈交流铁心线圈一、 电磁关系上图是交流铁心线圈的电路图。当线圈通有励磁电流，则在铁心中产生磁通势。它有两部分组成：主磁通和漏磁通。二、 电压电流关系 电压和电流的关系可由KVL得到： u+e+e=Ri式中e= -Nd/dt 是主磁电动势e= - Nd/dt= -Ldi/dt 是漏磁电动势所以有：u=Ri- e- e=Ri+ Ldi/dt +(-e) =uR+ u+ u1 用相量表示：R（）（）RjX+(-) =R+ + 1式中XL称为漏磁感抗若，主磁通msint，则e = -Nd/dt =2fNmsin(t-900) =Em sin(t-900)式中Em2fNm是主磁通电动势的幅值，它的有效值为EEm /2 =4.44fNm 在一般情况下，线圈的电阻和感抗都很小，所以：j4.44fNm U E = 4.44fNm 可见，当电压、频率、线圈匝数一定时，m基本不变，即交流铁心线圈具有恒磁通性。三、 电磁铁电磁铁通常有线圈、铁心和衔铁三个主要部分组成。工作原理：当线圈通电后，电磁铁的铁心被磁化，吸引衔铁动作带动其它机械装置发生联动；当电源断开后，电磁铁铁心的磁性消失，衔铁带动其它部件被释放。分类：直流电磁铁交流电