单元三磁路及电磁器件概要

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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,一、磁场的根本物理量,课题一 磁场与电磁感应,1,磁感应强度,B,2,磁通量,3,磁导率,图3-1 直导体四周的磁场,（亨,/,米）,真空中的磁导率,(),为常数,磁导是表征各种材料导磁力量的物理量,，则称为铁磁材料,，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。,单位：,B,：特斯拉,：亨,/,米,：安,/,米,图,3-1,可知，磁场中,X,点的磁场强度,H,x,为,二、铁磁材料的分类,1,软磁材料,2,硬磁材料,3,矩磁材料,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,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,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,=,NI,3,磁阻,磁路和电路的比较一,磁,路,电,路,磁通,I,N,R,+,_,E,I,磁压降,磁动势,电动势,电流,电压降,U,根本定律,磁阻,磁感应,强度,安培环路,定律,磁 路,I,N,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,磁路与电路的比较(二),电 路,R,+,_,E,I,1,电磁感应定律,二、电磁感应,2,自感和互感,(1),自感,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,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,二、磁路欧姆定律,在磁路中，磁通,与磁动势,NI,成正比，与磁阻,R,m,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,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,一、单相变压器的构造,图3-12 变压器的构造形式及图形符号,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,图,3-13,变压器的空载运行,K,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。,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,2变压器负载运行时初、次级的电流关系,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？,3.变压器的阻抗变换作用,图,3-15,变压器的阻抗变换,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。,阻抗变换举例：,扬声器上如何得到最大输出功率。,R,s,R,L,信号源,设：,信号电压的有效值,:,U,1,=50V;,信号内阻：,R,s,=100,;,负载为扬声器，其等,效电阻：,R,L,=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：,R,s,2将负载通过变压器接到信号源上。,输出功率为：,设变比,则：,结论：由此例可见参加变压器以后，输出功率提高了,很多。缘由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。,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。,额定电流,变压器满载运行时，原、副边绕组允许的电流值。,额定容量,传送功率的最大能力。,（理想）,三、变压器的额定值以单相变压器为例,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 变压器主要有两局部损耗：铁损耗PFe和铜损耗PCu。,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,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,二、电流互感器,1电流互感器构造和原理,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,2 使用留意事项：,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，在副边消失过压。,图3-19 钳形电流表测量状态及构造原理图,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，这是其最根本的要求。,三、汽车上使用的变压器,1点火线圈,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构造的绕组组成，所以又叫差动变压器,2,基于变压器原理的传感器,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,课题六 电磁铁及继电器,一、电磁铁,1电磁铁的构造,常见的电磁铁构造形式有马蹄式、拍合式和螺管式，如图3-22所示,图3-22 电磁铁的几种构造形式,(a)马蹄式 (b)拍合式 (c)螺管式,依据励磁电流种类的不同，电磁铁可分为直流电磁铁和沟通电磁铁两种。,2直流电磁铁及其在汽车上的应用,1触点式电压调整器,图3-23 FT-61型双级触点式电压调整器与发电机接线图,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(1)；R3调整电阻8.5；R3补偿电阻13,图3-24 盆形电喇叭的构造图,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,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继电器的构造,1电磁式继电器,图3-25 电磁式继电器构造和符号,a构造 (b)符号,图3-26 干簧式继电器的构造示意图,2干簧式继电器,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,4选用继电器时的留意事项,1继电器的额定工作电压应小于或等于掌握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继电器的体积应依据电路来选择。,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。,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,