2.3磁路的基本概念、2.4铁磁性物质（教案）- 高一《电工电子技术与技能》同步教学（高教版·第3版）

【课题】 2.3磁路的基本概念 【教学目标】 了解磁路的基本知识和磁路的种类。 【教学重点】 1,磁路的基本知识。 2.磁路的种类。 【教学难点】 磁通，包括：主磁通和漏磁通 【教学过程】 【一、复习】 复习磁通的概念。 【二、引入新课】 拆开变压器或电动机，可以看到它们的内部都有铁心，想一想铁心的作用？ 【三、讲授新课】 1,磁路：通常由铁心制成，而使磁通集中通过的回路，如图2.17所示。 主磁通心 漏磁通 图2.17主磁通和漏磁通 2.主磁通：铁心中的磁通中。 3,漏磁通：少量磁通通过周围空气构成的回路（可忽略不计）。 4,磁通Φ：线圈中电流有效值I与线圈匝数N的乘积称为磁通势，R称为磁阻。磁路欧姻定律 Φ=IN/RMo 注意： (1)磁阻R1表示物质对磁通具有的阻碍作用。不同物质的磁阻不同。若铁心中存在空气隙， 磁阻Ru会增大许多。 (2)磁路的欧姆定律只适用于铁心非饱和状态。 5.磁路举例： (a)变压器铁心磁路 b)电动机盟路 (©)电磁系仪表的感路 图2.18几种磁路实例 【四、小结】 了解磁路的基本知识和磁路的种类 2 【课题】 2.4铁磁性物质 【教学目标】 了解铁磁性物质的磁化现象，了解磁滞现象，了解铁磁材料的分类及应用。 【教学重点】 1,铁磁材料的磁化现象及磁带现象。 2.铁磁材料的分类及应用。 【教学难点】 磁化及磁滞现象 【教学过程】 【一、复习】 复习磁路的概念。 【二、引入新课】 日常生活中磁铁是怎样带有磁性的，所有类型的磁性材料都可以做成铁心吗？电机或变压器中的 铁心为什么都不是整块材料呢？ 【三、讲授新课】 2.4.1铁磁性物质磁化现象 1,磁畴：铁心自身有的自然磁性小区域。 2.磁化：铁心中的磁畴沿外磁场作定向排列，产生附加磁场的现象，如图2.19(b)所示。 3,铁磁材料：能被磁化的材料（例如：铁、钴、镍以及它们的合金和氧化物）。 4.铁心的磁化过程可以用图2.20描述。 陶线2 (a) (b】 图2.19磁畴和铁心的磁化 图2.20磁化曲线 OA段：大部分磁畴的磁场沿外磁场方向排列，Φ与I成正比且增加率较大。 AB段：所有磁畴的磁场最终都沿外磁场方向排列，铁心磁场从未饱和状态过渡到饱和状态。 B点以后：称为饱和状态，铁心的增磁作用已达到极限，同直线1。 2.4.2磁滞现象 1,磁滞：当铁心线圈通入交流电时，铁心会随交流电的变化而被反复磁化。在磁化过程中，由 于磁畴本身存在“惯性”，使得磁通的变化滞后于电流的变化。 2.磁滞回线：反复磁化形成的封闭曲线，如图221所示。 0 图2.21磁滞回线 3,磁滞损耗：铁磁材料在磁化时，外磁场克服磁畴的“惯性”消耗的能量。 4.磁滞损耗是引起铁心发热的原因之一。 2.4.3铁磁材料的分类及应用 铁磁材料根据磁滞回线的形状及其在工程上的应用，可分为软磁材料、硬磁材料和矩磁材料三类。 1,不同材料的磁滞回线：如图222所示。 (a)软磁材料 b)硬磁材料 (©)矩磁材料 图2.22不同材料的磁滞回线 2.软磁材料：磁滞损耗小的铁磁材料，特点是磁滞回线狭长，面积小。 3,硬磁材料：磁滞损耗大的铁磁材料，特点是磁滞回线宽大，面积大。 4.矩磁材料：磁带回线接近矩形的铁磁材料，特点是受较小的磁场的磁化就可以达到饱和，而 去掉磁场后仍能保特饱和状态。 2.4.4涡流 1,涡流：交变的磁通穿过铁心产生感应电动势，因而会产生感应电流，它围绕磁感场线成旋涡 状流动，如图2.23(a)所示。 b ,祸流 (a) (b) 图2.23涡流 4 2,涡流损耗：涡流在铁心的电阻上引起的功率损耗。 3,减少涡流损耗：常将铁心分成许多彼此绝缘的薄片（硅钢片），使铁心中的电阻增大而涡流减 少，这祥可以有效的减少涡流损耗，如图223(b)所示。 4.涡流的应用：电磁炉 【四、小结】 1,铁磁材料的磁化过程可以用少-I曲线描述。 2,磁路具有良好的导磁性能。就像电路具有良好的导电性能一样。为了深入理解磁路的功能， 表4.1将磁路和电路对比。 3,磁滞现象：在对铁磁材料反复磁化过程中，由于磁畴的“惯性”使得磁通（磁感应强度）的 变化滞后于磁化电流（磁场强度）的变化。 4,根据磁滯回路面积的大小，可将铁磁材料分成两大类：磁滞回路面积狭小的称为软磁性材料： 磁滞回路面积宽大的称为硬磁性材料。 5,涡流：在交流励磁的情况下，会在铁心中感应出涡流，从而导致铁心发热，产生损耗。减小 涡流的方法首先是采用片状材料代替整块铁心。另外铁中加入适量的硅，使导磁性能提高的同时，铁 心本身电阻也增加，使涡流减小，达到降低损耗的目的。 【五、习题】 一、是非题：3、4、5、6、7：二、选择题：1、2、3；三、填空题：2、3、4。 5