单元四 电磁学的应用

1、电磁学的应用电磁学的应用单元四单元四 电磁学的应用电磁学的应用讲课人：侯丽春讲课人：侯丽春电磁学的应用电磁学的应用一、磁场的基本物理量一、磁场的基本物理量1.1.表示磁场的物理量表示磁场的物理量 (1)(1)磁导率磁导率：真空真空的磁导率：的磁导率：H/m10470 (2) (2) HB(3) (3) 4.1 4.1 电磁基础知识电磁基础知识 (4) (4) 磁通磁通 ：BS1Wb=108Mx电磁学的应用电磁学的应用2.2.磁路及铁心线圈磁路及铁心线圈（1 1）磁路的形成）磁路的形成电磁学的应用电磁学的应用(2) (2) 铁心线圈磁路铁心线圈磁路iu直流铁心线圈（磁通恒定）直流铁心线圈（磁通恒

2、定） 交流铁心线圈：交流铁心线圈： 铜损：线圈电阻铜损：线圈电阻 铁损：铁心（涡流铁损：铁心（涡流+磁滞）磁滞）电磁学的应用电磁学的应用 涡流在铁芯中涡流在铁芯中造成的热量损耗。造成的热量损耗。 根据电流的热效应，根据电流的热效应，涡流通过铁芯将使铁芯发涡流通过铁芯将使铁芯发热，严重时会造成设备烧热，严重时会造成设备烧损。损。在交变磁场作用下，整块铁芯中产在交变磁场作用下，整块铁芯中产生的旋涡状感应电流称为生的旋涡状感应电流称为。）。）涡流对电涡流对电气设备有气设备有何影响？何影响？为减小涡流损耗，常用硅钢片叠为减小涡流损耗，常用硅钢片叠压制成电机电器的铁芯。压制成电机电器的铁芯。电磁学的应用

3、电磁学的应用4.2 电磁感应电磁感应 一、直导体中的感应电动势一、直导体中的感应电动势 1. 感应电动势的方向感应电动势的方向RAIBA2.2.感应电动势的大小感应电动势的大小sinBlve 电磁学的应用电磁学的应用二、线圈中的感应电动势二、线圈中的感应电动势 1. 感应电动势的方向感应电动势的方向2. 感应电动势的大小感应电动势的大小dtdNe电磁学的应用电磁学的应用三、自感三、自感2.2.自感系数自感系数 自感系数是用来描述线圈自感系数是用来描述线圈产生自感磁通能力产生自感磁通能力的物理量。的物理量。iL 1.1.自感现象自感现象 由由通入线圈的电流变化通入线圈的电流变化而产生感应电动势的

4、现象。而产生感应电动势的现象。3.3.自感电动势自感电动势dtdiLe电磁学的应用电磁学的应用四、互感四、互感 电磁学的应用电磁学的应用4.3 变压器变压器 一、变压器的基本结构一、变压器的基本结构TrN1i10u1AXN2| |ZL| |u20Saxx由硅钢片叠由硅钢片叠压制成的变压制成的变压器铁心磁压器铁心磁路。路。变压器变压器一次侧一次侧绕组绕组（原边）（原边）变压器变压器二次侧二次侧绕组绕组（副边）（副边）变压器图变压器图形符号形符号 是一种能变换电压、变换电流、变换阻抗的是一种能变换电压、变换电流、变换阻抗的。变压器在传递电能的过程中变压器在传递电能的过程中。电磁学的应用电磁学的应用

5、二、变压器的工作原理二、变压器的工作原理 1. 变压器的空载运行与变换电压原理变压器的空载运行与变换电压原理N1i10u1AXN2| |ZL| |u20Saxx 变压器原、副边电压变压器原、副边电压与感应电压的关系为：与感应电压的关系为：kNNfNUUUUML21m2m1212014.44fN44. 4 其中其中k 称为变压器的变比。称为变压器的变比。显然：变压器显然：变压器。电磁学的应用电磁学的应用2. 变压器的有载运行与变换电流的原理变压器的有载运行与变换电流的原理kNUUII1N121221 其中其中1/k 称为变压器的变称为变压器的变流比。显然：变压器流比。显然：变压器。N1i1u1A

6、XN2| |ZL| |u2Saxi2电磁学的应用电磁学的应用3.3.变压器的阻抗变换作用变压器的阻抗变换作用L222222111ZkIUkkIkUIUZN1i1u1AXN2| |ZL| |u2Saxi2电磁学的应用电磁学的应用三、汽车上使用的变压器三、汽车上使用的变压器 汽车上最常见的变压器就是点火线圈汽车上最常见的变压器就是点火线圈, ,它能将汽车电源它能将汽车电源系统提供的低压系统提供的低压, ,变为高达几千伏甚至上万伏的高压变为高达几千伏甚至上万伏的高压, ,用于点用于点燃发动机内的汽油混合气。燃发动机内的汽油混合气。 1-1-二次线圈；二次线圈；2-2-一次线圈；一次线圈；3-3-铁心

7、；铁心；4-4-触点；触点；5-5-凸轮凸轮电磁学的应用电磁学的应用4.4 电磁铁电磁铁 一、电磁铁一、电磁铁FF铁芯线圈衔铁FF(a)(b)(c)电磁铁的几种结构形式电磁铁的几种结构形式(a) (a) 马蹄式；马蹄式； (b) (b) 拍合式；拍合式； (c) (c) 螺管式螺管式 电磁学的应用电磁学的应用二、电磁铁在汽车上的应用二、电磁铁在汽车上的应用 1. 1. 触点式电压调节器触点式电压调节器 1-1-拉力弹簧；拉力弹簧；2-2-磁扼；磁扼；3-3-电磁线圈；电磁线圈；4-4-电磁铁心；电磁铁心；5-5-绝缘板；绝缘板；6-6-活动触点臂；活动触点臂；K-K-低速触点；低速触点； K2

8、 -K2 -高速触点；高速触点； Rl-Rl-加速电阻（加速电阻（1)1)；R2 -R2 -调节电阻（调节电阻（8.5)8.5)； R3R3一温度补偿电阻（一温度补偿电阻（13)13)电磁学的应用电磁学的应用 双级触点式电压调节器可用来控制硅整流发电机励磁电流的大小来控制发电机输出电压。双级触点式电压调节器可用来控制硅整流发电机励磁电流的大小来控制发电机输出电压。 1- 1-低速触点支架；低速触点支架；2-2-活动触点臂；活动触点臂；3-3-电磁线圈；电磁线圈；4-4-拉力弹簧汤；拉力弹簧汤；5-5-磁扼；磁扼；6 -6 -电刷；电刷；7-7-滑环；滑环；8 -8 -励磁绕组励磁绕组9-9-三

9、相定子绕组；三相定子绕组；10 -10 -点火开关；点火开关；S-S-点火接线柱；点火接线柱；F-F-磁场接线柱；磁场接线柱；Rl-Rl-加速电阻加速电阻电磁学的应用电磁学的应用2. 电喇叭电喇叭1-1-接蓄电池正极；接蓄电池正极；2-2-磁场线圈；磁场线圈； 3-3-部分外壳；部分外壳；4-4-内装电阻；内装电阻；5-5-触点；触点；6-6-衔铁；衔铁；7-7-膜片膜片电磁学的应用电磁学的应用4.5 4.5 继电器继电器 一、继电器一、继电器 二、继电器的类型和结构二、继电器的类型和结构 1.继电器的类型继电器的类型电磁式电磁式 ：成本较低，便于控制电路采用成本较低，便于控制电路采用 （控制

10、执行部件控制执行部件 ）舌簧管式：舌簧管式：反应灵敏，多作为信号采集使用反应灵敏，多作为信号采集使用 （传感器传感器 ）电磁学的应用电磁学的应用2. 继电器的结构继电器的结构（l l）电磁式继电器）电磁式继电器 电磁学的应用电磁学的应用（2 2）舌簧管式继电器）舌簧管式继电器 电磁学的应用电磁学的应用双金属片继电器电磁学的应用电磁学的应用3 3 继电器符号继电器符号 （1 1）继电器的一般符号）继电器的一般符号电磁学的应用电磁学的应用（2 2）汽车用继电器的图形符号与接线柱标记）汽车用继电器的图形符号与接线柱标记汽车用继电器的接线柱标记见教材汽车用继电器的接线柱标记见教材P59 P59 电磁学的应用电磁学的应用三、汽车应用的几种典型继电器三、汽车应用的几种典型继电器1.喇叭电路喇叭电路1-1-触点；触点；2-2-触点臂；触点臂；3-3-线圈；线圈；4-4