单元三磁路及电磁器件.

汽车电工电子技术单元三磁路及电磁器件单元二磁路及电磁器件课题一磁场与电磁感应课题二铁磁材料的磁性能课题四变压器课题三磁路及磁路欧姆定律课题五几种特殊的变压器课题六电磁铁及继电器汽车电工电子技术单元三磁路及电磁器件一、磁场的基本物理量课题一磁场与电磁感应1．磁感应强度B2．磁通量Φ3．磁导率μ图3-1直导体周围的磁场rIBX2（亨/米）70104真空中的磁导率()为常数0磁导是表征各种材料导磁能力的物理量汽车电工电子技术单元三磁路及电磁器件0r1r，则称为铁磁材料1r，则称为非铁磁材料相对磁导率：材料的磁导率与真空中的磁导率比值4．磁场强度H磁场强度是计算磁场所用的物理量，其大小为磁感应强度和导磁率之比。BH单位：B：特斯拉：亨/米H：安/米图3-1可知，磁场中X点的磁场强度Hx为rIBHXX2汽车电工电子技术单元三磁路及电磁器件二、铁磁材料的分类1．软磁材料2．硬磁材料3．矩磁材料汽车电工电子技术单元三磁路及电磁器件课题二铁磁材料的磁性能一、铁磁材料的磁性能1.高导磁性2．磁饱和性图3-3铁磁材料的磁化图3-4磁化曲线汽车电工电子技术单元三磁路及电磁器件3．磁滞性当给铁磁材料加上一个交变的外磁场时，铁磁材料在磁场中反复磁化，在反复磁化过程中，磁感应强度B的变化总是滞后于磁场强度H的变化，这种特性称为铁磁材料的磁滞性。图3-5铁磁材料的磁滞回线汽车电工电子技术单元三磁路及电磁器件课题三磁路及磁路欧姆定律一、磁路、磁动势、磁阻1．磁路由铁芯所限定的磁场称为磁路。图3-9几种常见电气设备的磁路(a)变压器(b)电磁铁(c)磁电式电表2．磁动势用F表示，单位是安·匝。F=N·I3SlRm汽车电工电子技术单元三磁路及电磁器件磁路和电路的比较（一）磁路电路磁通ΦINR+_EI磁压降HL磁动势INF电动势电流电压降UEIU汽车电工电子技术单元三磁路及电磁器件基本定律mRF磁阻SlRm磁感应强度SΦB安培环路定律HLNI0磁路IN欧姆定律电阻电流强度基尔霍夫电压定律基尔霍夫电流定律0IUEREISlRSIJ磁路与电路的比较(二)电路R+_EI汽车电工电子技术单元三磁路及电磁器件1．电磁感应定律二、电磁感应dtdNe2．自感和互感(1)自感dtdiLeL（2）互感。一个线圈的电流变化在紧靠它的另一个线圈中产生感生电动势的现象叫做互感。图3-2电感元件上的自感电流、自感电动势与原电流的方向关系汽车电工电子技术单元三磁路及电磁器件三、磁滞损耗和涡流损耗1．磁滞损耗铁磁材料在反复磁化过程中的能量损失为磁滞损耗。2．涡流损耗涡流会使铁芯发热，并消耗能量，其功率损耗称为涡流损耗。图3-8涡流（a）涡流（b）减小涡流汽车电工电子技术单元三磁路及电磁器件二、磁路欧姆定律mRNI在磁路中，磁通Φ与磁动势NI成正比，与磁阻Rm成反比，这就是磁路欧姆定律，它的表示式为磁路欧姆定律与电路欧姆定律相比存在什么对应关系？列出对应表。问题与讨论汽车电工电子技术单元三磁路及电磁器件课题四变压器变压器功能：变电压：电力系统变阻抗：电子电路中的阻抗匹配（如喇叭的输出变压器）变电流：电流互感器发电厂1.05万伏输电线22万伏升压变电站1万伏降压仪器36伏降压实验室380/220伏降压汽车电工电子技术单元三磁路及电磁器件一、单相变压器的结构图3-12变压器的结构形式及图形符号二、变压器的工作原理1．变压器的空载运行变压器原线圈接上额定的交变电压u1，副线圈开路不接负载（开路i2=0），这种状态称为空载运行汽车电工电子技术单元三磁路及电磁器件图3-13变压器的空载运行dtdNedtdNe2211KNNEEUU212121K为变比当K＞1时,变压器为降压变压器；当K＜1时，为升压变压器。汽车电工电子技术单元三磁路及电磁器件2．变压器负载运行（1）变压器负载运行时初、次级的电压关系图3-14变压器的负载运行KNNUU2121（2）变压器负载运行时初、次级的电流关系KNNII11221结论：原、副边电流与匝数成反比【课堂互动】变压器能变换功率吗？汽车电工电子技术单元三磁路及电磁器件3.变压器的阻抗变换作用图3-15变压器的阻抗变换2222221212221111)(ZKIUNNINNUNNIUZ221ZKZ结论：变压器原边的等效负载，为副边所带负载乘以变比的平方。汽车电工电子技术单元三磁路及电磁器件阻抗变换举例：扬声器上如何得到最大输出功率。i1uRsRL信号源设：信号电压的有效值:U1=50V;信号内阻：Rs=100;负载为扬声器，其等效电阻：RL=8。求：负载上得到的功率解：（1）将负载直接接到信号源上，得到的输出功率为：W)(7.181085022LLSRRRUpL汽车电工电子技术单元三磁路及电磁器件1i1u2u2iLR1N2NRs（2）将负载通过变压器接到信号源上。输出功率为：W25.6989810050212ZRRUpLSL设变比1:5.321NNK9885.321Z则：结论：由此例可见加入变压器以后，输出功率提高了很多。原因是满足了电路中获得最大输出的条件（信号源内、外阻抗差不多相等）。汽车电工电子技术单元三磁路及电磁器件１额定电压变压器副边开路（空载）时，原、副边绕组允许的电压值。NNUU21、２额定电流变压器满载运行时，原、副边绕组允许的电流值。NNII21３额定容量传送功率的最大能力。NSNNNNNIUIUS2211（理想）三、变压器的额定值（以单相变压器为例）汽车电工电子技术单元三磁路及电磁器件4．额定频率fN额定频率fN是指变压器初级绕组应接入的电源电压的频率。我国电力系统的标准频率为50Hz。5．变压器的损耗和效率（1）变压器的损耗变压器主要有两部分损耗：铁损耗ΔPFe和铜损耗ΔPCu。变压器铁芯中的磁滞损耗和涡流损耗称为铁损耗。电流通过绕组时功率损耗称为铜损耗。（2）变压器的效率ηCuFePPPPPP2212汽车电工电子技术单元三磁路及电磁器件课题五几种特殊的变压器一、自耦变压器图3-16自耦调压器KNNUU2121KNNII11221汽车电工电子技术单元三磁路及电磁器件二、电流互感器1．电流互感器结构和原理（a）（b）图3-18电流互感器（a）电流互感器外形（b）电流互感器接线图及符号iKNNII112212．使用注意事项：1）副边不能开路，以防产生高电压；2）铁心、低压绕组的一端接地，以防在绝缘损坏时，在副边出现过压。汽车电工电子技术单元三磁路及电磁器件图3-19钳形电流表测量状态及结构原理图3．钳形电流表（电流互感器的一种变形）4．脉冲变压器脉冲变压器是用来变换脉冲电压的，其作用是将输入的脉冲电压（不连续变化的电压）经变压器变换后，输出的脉冲电压波形失真尽可能地小，这是其最基本的要求。汽车电工电子技术单元三磁路及电磁器件三、汽车上使用的变压器1．点火线圈汽车电工电子技术单元三磁路及电磁器件图3-20差动变压器式进气压力传感器示意图1－真空膜盒；2－进气歧管；3－感应线圈的一次绕组；4－铁芯；5-感应线圈的二次绕组差动变压器是一种开磁路互感式电感传感器，由于其感应线圈具有两个接成差动结构的绕组组成，所以又叫差动变压器2．基于变压器原理的传感器汽车电工电子技术单元三磁路及电磁器件3．脉冲变压器在汽车上应用图3-21电容储能式电子点火系的原理图1－直流升压器；2－晶闸管；3－点火线圈；4－分电器；5－火花塞；6－储能电容器汽车电工电子技术单元三磁路及电磁器件课题六电磁铁及继电器一、电磁铁1．电磁铁的结构常见的电磁铁结构形式有马蹄式、拍合式和螺管式，如图3-22所示图3-22电磁铁的几种结构形式(a)马蹄式(b)拍合式(c)螺管式SF27810按照励磁电流种类的不同，电磁铁可分为直流电磁铁和交流电磁铁两种。汽车电工电子技术单元三磁路及电磁器件2．直流电磁铁及其在汽车上的应用（1）触点式电压调节器图3-23FT-61型双级触点式电压调节器与发电机接线图1－低速触点支架；2－活动触点臂；3－电磁线圈；4－拉力弹簧；5－磁轭；6－电刷；7－滑环；8－励磁绕组；9－三相定子绕组；10－点火开关；S－点火接线柱；F－磁场接线柱；R1－加速电阻(1Ω)；R3－调节电阻（8.5Ω）；R3－补偿电阻（13Ω）汽车电工电子技术单元三磁路及电磁器件图3-24盆形电喇叭的结构图1－下铁芯；2－电磁线圈；3－上铁芯；4－膜片；5－共鸣板；6－衔铁；7－触点；8－调整螺钉；9－电磁铁芯；10－喇叭按钮；11－锁紧螺母（2）电喇叭汽车电工电子技术单元三磁路及电磁器件二、继电器1．继电器的类型继电器的种类很多，常用的有：电磁式、干簧式。2．继电器的结构（1）电磁式继电器图3-25电磁式继电器结构和符号（a）结构(b)符号图3-26干簧式继电器的结构示意图（2）干簧式继电器汽车电工电子技术单元三磁路及电磁器件图3-28汽车上常见继电器的外形与内部原理3．常用继电器的符号汽车电工电子技术单元三磁路及电磁器件4．选用继电器时的注意事项（1）继电器的额定工作电压应小于或等于控制电路（继电器所在电路）的工作电压。（2）触点负荷的选择。加在触点上的电压和电流值不应超过该继电器的触点负荷。（3）继电器的体积应根据电路来选择。（4）触点的数量和种类，同一种型号的继电器一般有多种触点的形式可供选用，使用时要充分利用各组触点。汽车电工电子技术单元三磁路及电磁器件5．继电器在汽车上的典型应用图3-27电喇叭的应用电路1－触点臂；2－电磁线圈；3－喇叭按钮；4－蓄电池；5－触点；6－电喇叭