第二章电工电子技术基础——PPT

1、课题5l2.1磁场与磁路的基本物理量教学目标 1掌握磁场的基本物理量，能熟练应用 2.理解磁导率的概念 1.电和磁相互依存，共生共灭的概念 2.电流在磁场中受力的概念 3.各物理量的基本定义教学重点教学难点 磁导率、磁阻的概念2.1.1 磁感应强度和磁通1.电流的磁场 由物理课可知，通电导体周围存在磁场，通电螺线管中存在磁场，磁场的方向由右手定则来判断。除了通电导体存在磁场之外，永久磁铁也存在磁场2.电磁力 磁场之间存在力的作用。同性相斥，异性相吸。因为磁场是由电流产生的 两个通电导体两个通电导体之间存在力的之间存在力的作用；通电导作用；通电导体在磁场中要体在磁场中要受到力的作用受到力的作用3

2、磁感应强度B 磁感应强度是由通电导体在磁场中的受力大小来定义的 磁感应强度是矢量，它的方向与该点磁场的方向相同4磁通 在匀强磁场中，磁感应强度与垂直于它的某一面积S的乘积，称为该面积的磁通，用表示，即= BS2.1.2 磁导率1.磁导率是反映磁介质导磁能力的物理量。不同的磁介质磁导率不同。铁、钴、镍等铁磁材料，磁导率很高，其他材料，磁导率很低。2.相对磁导率r某物质的磁导率与真空磁导率0的比值，称为该物质的相对磁导率，用r 表示自然界中大多数物质的导磁性能较差，如空气、塑料、木材、铜、铝等，其 r 1，称为非铁磁物质；只有铁、钴、镍及其合金等，其r1，称为铁磁物质2.1.3 磁场强度H定义：磁

3、场中某点的磁感应强度B与介质的磁导率之比，称为该点的磁场强度，用H表示，即BH 2.1.4 磁通势、磁阻1磁通势Em2磁通势与磁场强度的关系在磁路中，磁场强度正比于磁通势Em，反比于磁路的有效长度l，表达式为lINH3. 磁阻Rm电流在电路中流动时会受到电阻的阻碍作用，磁通穿过磁路时同样会受到磁阻的阻碍作用。磁阻的大小与磁路的长度成正比，与磁路材料的磁导率及截面积成反比。表达式为SlRm2.1.5 磁路欧姆定律理论和实验均可证明：在磁通势Em的作用下，磁路中产生磁通的大小与磁通势成正比，与回路中的磁阻Rm成反比，表达式为mmRE1.电、磁相互依存是电磁现象的本质，磁场和磁场之间、磁场和电流之间

4、有力的作用是电磁现象本质的体现。2.磁场的基本物理量是分析磁路的基础，要加深理解。课题6l2.2 铁磁材料的性质及磁路计算l2.3 电磁铁教学目标 1.掌握铁磁材料的磁化特性 2.了解铁磁材料的工程应用 3.了解磁路的组成，电磁铁的工作原理 1.铁磁材料的磁化曲线 2.磁路的组成教学重点教学难点 1.磁化曲线特性分析 2.磁阻的概念2.2.1 铁磁材料的磁化特性（a）磁化前（b）磁化后1高导磁性2磁饱和性3磁滞特性4软磁材料和硬磁材料（a）软磁材料（b）硬磁材料2.2.2 磁性材料应用1.软磁材料制造变压器、交流电动机、接触器、交流电磁铁等电器设备的磁路铁心，采用软磁材料。并且应用磁化曲线的线

5、性部分，防止进入饱和区，因进入饱和区会使磁化电流大大增加，使设备过流损坏。2.硬磁材料硬磁材料磁化后，能得到很强的剩磁，而又不易退磁，因此这类材料适用于制造永久磁铁。常用的硬磁材料有钨钢、铝镍合金、稀土材料等。硬磁材料因磁化后能保持剩磁，还用于制造记忆器件。 图为常用的几种电磁铁的结构图（a）起重电磁铁（b）继电器（c）电磁阀2.3.1 直流电磁铁给电磁铁的励磁线圈中通入直流电流，铁心对衔铁产生吸力。衔铁受到的吸力，跟两磁极间的磁感应强度B 2和磁极的面积成正比比，即F B 2S 。作用在衔铁上的吸力为式中，F 电磁吸力，单位为N（牛）；B 空气隙中的磁感应强度，单位为T（特）；S 铁心的横截

6、面积，单位为m2（米2）SBF278102.3.2 交流电磁铁1.工作原理交流电磁铁与直流电磁铁在原理上并无区别，只是交流电磁铁的励磁线圈上所加的是交流电压，电磁铁中的磁场是交变的。通过数学分析可知，交流电磁铁的平均吸力为2. 消除振动SBFm27016101. 铁磁材料的磁化特性呈非线性和磁滞性，在应用中根据不同的需要选择工作在特性线的不同部位。2.铁磁材料是制造电器的重要材料，其磁导率越大，设备的体积越小，损耗越小。铁磁材料随着技术的进步，磁导率也在不断的提高，大型电器设备考虑到节能（变压器、电动机），过一段时期就要更新换代。课题6l2.4 电磁感应、自感应和互感应教学目标 1.掌握电磁感

7、应原理 2.掌握自感应、互感应原理 3.了解自感应和互感应的工程应用 电磁感应原理教学重点教学难点 电磁感应原理2.4.2产生电磁感应的两种形式从形式上看，产生感应电动势有两种方法切割磁力线和磁通量变化。1切割磁力线产生感应电动势 2磁通量变化产生感应电动势磁通量变化产生感应电动势感应电动势的正方向 楞次定律指出：如果回路中的感应电动势是由于穿过回路的磁通量变化产生的，则感应电动势在闭合回路中将产生一电流，由这一电流产生的磁通总是阻碍原磁通的变化。产生电磁感应的条件是穿过线圈的磁通必须发生变化（或导线切割磁力线），而不是已有穿过线圈磁通的大小。所以又有“电流生磁、磁动生电”一说。电磁感应现象可

8、以发生在由铁磁材料形成的磁路中，也可发生在非铁磁材料或空气、真空中。结论结论2.4.3 自感应和互感应1自感应由于线圈本身电流变化而产生感应电动势的现象，称为自感应，简称自感，所产生的电动势称为自感电动势，用eL表示。自感电动势同样可以用电磁感应公式来计算：当线圈的匝数为N，自感电动势为eL dtddtdN2互感应 当一个线圈中电流变化，而在另一线圈中产生感应电动势的现象，称为互感应。所产生的电动势称为互感电动势。两个互感线圈称为磁耦合线圈。 2互感应 （1）互感系数M （2）耦合系数 全耦合弱耦合干扰耦合（a）紧密耦合（b）非紧密耦合2.4.4 电感的能量线圈存在电感（直导线也存在电感），当

9、线圈通入电流时，就产生磁场，就储存电能。2L21Wi1.电磁感应现象是电工技术中非常重要的物理现象，他成为电工技术中若该门类的技术基础，我们要对该现象做深刻理解。2.电感器件是电工技术三大原件之一，是电工技术基础器件。课题l2.5涡流l2.6工程应用教学目标1.掌握涡流损耗原理，会分析涡流现象2.了解电磁现象的工程应用1.涡流的产生2.涡流的消除片状铁心铁氧体磁路3.涡流的应用 利用涡流的发热原理可进行塑料焊接、金属冶炼、零件淬火等。涡流炼钢2.6.1 磁场中电流产生电磁力的应用1.直流电动机2.电动扬声器3.电动式仪表2.6.2 电磁感应原理的的应用1.发电机2.电动话筒3. 电感传感器4. 电感储能放能的应用（a）变间隙传感器(b) 互感传感器(a)交流电抗器 (b )