3.1磁路与电磁感应(课件）-高二《汽车电工电子基础》同步教学（大连理工大学出版社）

模块三 磁路及电磁器件 任务1 磁路与电磁感应 任务2 变压器及其应用 任务3 电磁铁和继电器的应用 一、磁场的基本物理量 任务1 磁路与电磁感应 1．磁感应强度B 2．磁通量Φ 3．磁导率μ 图3-1 直导体周围的磁场 （亨/米） 真空中的磁导率( )为常数 磁导是表征各种材料导磁能力的物理量 铁磁材料 非铁磁材料 相对磁导率： 4．磁场强度H 单位： B ：特斯拉 ：亨/米 ：安/米 图3-1中，磁场中X点的磁场强度Hx为 1．电磁感应定律 二、电磁感应 磁棒插进线圈的过程中，电流计的指针发生了偏转；磁棒从线圈内抽出，电流计的指针发生反向偏转。 用楞次定律判断感应电流（电动势）的方法： （1）先确定原磁场方向； （2）确定磁通量的变化趋势（增大或减小）； （3）应用楞次定律确定感应电流产生的磁场方向（增反减同）； （4）用安培定则判定感应电流的方向（右手螺旋定则）。 a）通电自感 b）断电自感 2．自感和互感 (1)自感 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 （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。 互感现象示意图 点火线圈工作示意图 互感电动势的方向判断方法（参照互感现象示意图）： （1）根据线圈中电流的方向，确定线圈中互感磁通的方向； （2）根据线圈1中电流变化的趋势，确定通过线圈2中互感磁通的变化趋势； （3）根据楞次定律判定线圈2中感应磁通的方向； （4）根据右手螺旋定则判定互感电流的方向。 三 、磁路欧姆定律 1、磁路中的几个物理量 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·I 3）磁阻 2、磁路欧姆定律 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 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 基本定律 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 四、 铁磁材料 1、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 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 2、铁磁材料的分类 （1）软磁材料 （2）硬磁材料 （3）矩磁材料 3、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 五、霍尔信号发生器 图1-34 霍尔效应的原理 1、霍尔效应： 将一小块N型锗晶片两端通以电流，放置在磁场中，则在垂直于I和B的方向上将产生一个与I和B的乘积成正比的电压UH UH=KHIB 其中KH为霍尔元件灵敏度参数。 从上式可知，当通过基片（基片的厚度一定）的电流I为定值时，霍尔电压只与磁感应强度B有关，利用该效应可制成汽车上的转速传感器、曲轴位置传感器、桑塔纳汽车点火系中的霍尔信号发生器。 2．霍尔效应式点火信号发生器 图3-12 霍尔式分电器结构图 1-分电器盖；2-防尘罩；3-分火头；4-触发叶轮；5-触发开关；6-分电器壳体；7-真空提前调节机构 图3-13 霍尔式点火信号发生器 1-触发叶轮（与分火头制成一体）；2-霍尔集成块；3-带导磁板的永久磁铁；4-信号触发开关托盘；5-插座导线 图3-14 霍尔式点火信号发生器的工作原理 （a）触发叶片进入空气隙中 （b）触发叶片离开空气隙 1-触发叶轮的叶片；2-霍尔集成块；3-永久磁铁；4-霍尔传感器；5-导磁板 霍尔集成电路框图 UH－霍尔电压；UG－霍尔信号发生器输出电压信号 图3-16 霍尔式电子点火系工作波形图 a）霍尔元件磁通密度B的变化；b）霍尔电压UH；c）霍尔信号发生器输出信号UG； d）点火线圈初级电流I1；e）点火线圈二次电压U2 结构: 霍尔曲轴位置传感器由永久磁铁、信号转子和感应线圈等组成。 应用举例:霍尔曲轴位置传感器 作用:检测发动机曲轴转角和活塞上止点信号. 发动机曲