4.1 磁场和磁路(课件）-高二《汽车电工电子基础》同步教学（西南交大出版社）

4.1 磁场和磁路 1．掌握电磁基本理论及磁场基本物理量 。 2．理解磁路及铁磁材料性质。 3．熟悉汽车上常用电磁设备的磁路。 4．能够运用电磁基本理论分析制动油面开关的控制过程。 学习目的 磁性是物质能吸引铁、钴、镍等金属的特性。具有磁性的物体称为磁体。  理论课堂 4.1.1 磁场 1．磁体 自然界中表现磁场现象比较强的物体，称为磁铁。磁铁的两端磁性最强，叫做磁极。 汽车上使用两种类型的人造磁铁，永久磁铁和暂时磁铁。 1）磁铁具有极性。 3）磁化现象及剩磁。 2）磁极之间有相互作用力，称为磁力。 2．磁铁的主要性能 1）磁场是存在于磁铁周围的一种特殊物质 。 磁场的方向：小磁针在磁场中某点静止时N极所指的方向为该点的磁场方向。 2）磁力线 为了形象地描述磁场的强弱和方向，我们在磁场里画出一系列有方向的曲线，并使曲线上每一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致，这些曲线叫做磁感线。 3．磁场 图4-1 磁铁磁场的磁感线分布 a) 条形磁铁磁感线 b) 马蹄形磁铁磁感线 1.通电直导体产生的磁场，如图4-2 a所示。 2.通电螺线管的磁场，如图4-2 b所示。 4.1.2 电流产生的磁场 图4-2 电流周围磁场的磁感线 a) 直线电流磁场磁感线 b) 通电螺线管磁场磁感线 4.1.3 磁场基本物理量 （1）磁感应强度B 磁感应强度B是用来表示磁场内某点的磁场强弱和方向的物理量，它是一个矢量。 （2）磁通 磁感应强度B与垂直于磁场方向某截面面积S的乘积，称为通过该面积的磁通 。如果不是匀强磁场，B取其平均值。 （3）磁通链 磁通链就是磁通量乘以线圈的匝数。 （4）磁场强度H 磁场强度H是线圈安匝数的一个表征量，用来表征磁场强弱和产生磁场的电流之间的关系。 （5）磁导率 磁导率 用来衡量物质导磁性能的不同。 相对磁导率 来表示物质的导磁性能，即物质的磁导率与真空的磁导率的比值 真空的磁导率是一个常数 （1）高导磁性 铁磁性材料的磁导率很高，具有较高的导磁性。 4.1.4 铁磁性材料的性质和用途 图4-3 铁磁性材料有无外磁场作用的磁性 a) 无外磁场作用 b) 有外磁场作用 （2）磁饱和性 当铁心线圈中励磁电流I的变化，会使铁心中磁场强度H发生变化，铁心内磁感应强度B也随之变化，但磁性物质由于磁化所产生的磁化磁场不会随着外磁场的增强而无限地增强。 BJ B a b O H B B0 c 图4-4 磁化曲线 O H B, B 图4-5 B和与H的关系 （3）磁滞性 磁性材料中磁感应强度B的变化总是滞后于外磁场H变化的性质，称为磁滞性。 图4-6 磁滞回线 按磁性物质的磁性能，铁磁性材料分为三种类型： （1）硬磁材料 （2）软磁材料 2. 铁磁材料的分类和用途 （3）矩磁材料 1. 几种常见的电器设备的磁路 4.1.4 磁路及磁路欧姆定律 a) 电磁铁的磁路 b) 变压器的磁路 c) 直流电机的磁路 图4-7 常见几种电器设备的磁路 2. 磁路的欧姆定律 如图4-8所示为一闭合磁路，假设磁路中各点的横截面S均相等，得出： N1 N2 e1 e2 图4-8 闭合磁路 式中， 称为磁通势，它是磁路中产生磁通的根源。 上式可继续写成 为铁磁材料的磁阻。 磁路的欧姆定律 磁阻用来表示材料抵抗磁感线通行的能力。与直流电路的欧姆定律相对比发现，磁阻与电阻相对应，磁通势与电动势相对应，磁通与电流相对应。 因此，式 称为磁路的欧姆定律。 1.工作描述 如图4-9 a所示，为一制动总泵储油室内的制动油面开关构造。在长玻璃管内，放入两块薄片状的强磁性金属片作为触点开关，玻璃管内封入惰性气体，以防止触点表面腐蚀。浮筒随着油泵储油室的油面浮动，B位置为储油量不足的报警线。图4-9 b为制动油面开关工作原理分析示意图。  工作任务 【工作任务】制动油面开关的工作情况分析 图4-9 制动油面开关 a) 储油室结构图 b) 工作原理图 2. 工作目标 分析制动油面开关的工作原理。 (1) 当储油量在正常高度A时，油面开关断开，报警灯不亮。 (2) 当储油量低至规定高度B时，油面开关接通，报警灯点亮。 3. 工作过程 根据图示分析油面开关的工作原理及过程，填写下表。 序号 工作原理及过程分析 注释 1 浮筒在A位置时 2 浮筒在B位置时 表4-1