4.2 电磁感应现象及自感和互感(课件）-高二《汽车电工电子基础》同步教学（西南交大出版社）

4.2 电磁感应现象及自感和互感 1．掌握电磁感应定律和楞次定律。 2．能够用电磁感应原理分析自感和互感现象。 3．能够运用电磁感应原理分析汽车霍尔点火信号发生器工作情况。 学习目的 2. 线圈中磁场变化时的电磁感应 1. 磁场中运动导体的电磁感应 4.2.1 电磁感应现象 负号表示感应电流产生的磁通总是力图阻止原磁通的改变，感应电动势的方向总是和磁通变化的趋势相反。  理论课堂 图4-10电磁感应现象 a) 导体作切割磁感线运动 b) 磁铁插进(或拔出)线圈 图4-11 感应电动势方向 （1）定义：由于线圈本身电流的变化而产生的电磁感应叫做自感应，简称自感。由自感现象产生的电动势叫做自感电动势，用eL表示。 4.2.2 自感和互感现象 1．自感 （1）定义：两个靠得很近的线圈，当线圈N1有电流i1通过时，它在线圈1中产生磁通Φ11，对应的磁通链为Ψ11=N1Φ11，由于两线圈靠得很近Φ11中有一部分同时与N2相交链产生磁通Φ12，称为互感磁通，对应的磁通链为Ψ12=N2Φ12。 2. 互感 图4-12 线圈互感 a) 有铁心线圈 b) 空心线圈 互感系数： 在两个有磁耦合的线圈中，互感磁链与产生此磁链的电流的比值，叫做这两个线圈的互感系数。 常见的电力变压器以及汽车上点火线圈均是利用互感原理工作。 4.2.3 涡流现象 电磁感应作用在导体内部得到感生电流，感生电流在导体中的分布随着导体的表面形状和磁的分布而不同，其路径往往有如水中的漩涡，因此称为涡流。 涡流有耗能的一面，但也可利用涡流进行加热或作功的一面。例如，利用涡流的热效应来冶炼金属，利用涡流及在磁场中产生的电磁力来制造感应式仪表等。 【工作任务】 汽车霍尔点火信号发生器工作情况分析 如图4-13 a所示为霍尔效应装置，汽车电子点火系统中利用霍尔效应原理制作成汽车霍尔点火信号发生器，它可以为晶体管点火系统提供触发信号。 1. 工作描述  工作任务 图4-13 霍尔效应装置 a) 霍尔效应组件 b) 霍尔组件输出电压波形 1—永久磁铁 2—外加电压 3—霍尔电压 4—霍尔触发器 5—磁力线 图4-14 霍尔效应原理图 3. 工作原理分析 霍尔元件是一个带集成电路的半导体基片 将基片放在磁场中，并在与磁场垂直的方向通以电流，则在与磁场和电流相垂直的另一横向侧面上会产生电压。这一现象是由美国科学家霍尔发现的，所以命名为霍尔效应。 霍尔电压： 4. 工作过程分析 触发叶轮旋转时，每当叶片进入永久磁铁与霍尔元件之间的间隙时，磁场便被触发叶轮旁路，或称隔磁，磁场不能作用于霍尔元件上，因此不能产生霍尔电压。而当触发叶轮的叶片离开永久磁铁与霍尔元件间的间空气隙时，永久磁铁的磁通通过导板作用于霍尔元件上，这时产生霍尔电压，触发叶轮旋转一周产生与叶片数相等个数的霍尔脉冲电压。 1—与分火头制成一体的触发叶轮；2—带集成电路的霍尔元件；3—触发开关；4—永久磁铁；5—导磁板；6—导线(AB、CD) 霍尔效应式点火信号发生器的结构 霍尔效应式点火信号发生器的工作原理 (a)触发叶轮的叶片通过时 (b)触发叶轮的叶片离开时 (a) (b) 4.工作过程分析 序号 工作步骤（磁场环境） 分析电压变化 1 当霍尔元件开始暴露在磁场环境中时 2 当霍尔元件被完全处于磁场中时 3 当霍尔元件开始与磁场隔离时 4 当霍尔元件离开了磁场范围时 5. 工作评价 序号 工作目标评价 自评 互评 师评 1 是否能用电磁感应原理分析其工作过程 2 对装置的工作过程描述的是否清晰 3 是否能用清晰、简洁的语言表达自己观点 $