项目９　认识发电机（课件）-《电工技术基础与技能》同步教学（北理工版）

项目９　认识发电机 ９.１　任务书 ９.２　学习指导 ９.３　工作单 返回 ９.１　任务书 ９.１.１　任务单 下一页 返回 ９.１　任务书 ９.１.２　资讯途径 上一页 返回 ９.２　学习指导 ９.２.１　训练目的 (１)观察磁现象和电磁感应现象,理解磁现象的相关物理知识. (２)通过认识发电机结构和工作原理,掌握法拉第定律. ９.２.２　训练重点及难点 (１)认识电磁感应现象. (２)认识发电机. 下一页 返回 ９.２　学习指导 ９.２.３　认识发电机的相关理论知识 １. 认识电磁感应现象 １)电流与磁场 (１)磁现象及其基本知识. 能吸引铁、钴、镍及其合金的性质称为磁性,一个具有磁性的物体就是一个磁体.人类的祖先在春秋时期就发现了天然磁石.人们后来又发现了不同的磁体,按形成可分为天然磁体、人造磁体;按外观形状可分为条形、针形、蹄形、圆柱形等.图９-１所示是几种常见的磁体. 上一页 下一页 返回 ９.２　学习指导 如图９ １和图９ -２所示,磁体的两端磁性最强,称为磁极,中间的磁性最弱.可自由转动的磁体静止时一端要指向南方(South)称为南极,也称S极.另一端要指向北方(North)称为北极,也称N 极.一个磁体如被分成两部分,将形成两个磁体. 为了形象地描绘磁场,人们引入了磁感应线(磁感应线是假想的曲线).磁感应线是从磁体北极出发,回到磁体南极的.图９ -３所示为几种不同磁体磁感应线的分布情况.如果已描出了磁感应线,该点磁场的方向就是磁感应线切线的方向. 上一页 下一页 返回 ９.２　学习指导 (２)电流与磁场. １８２０年,丹麦的物理学家奥斯特在中学物理课的一次实验中,发现了通电导线能使自由转动的小磁针发生偏转,证明了在通电导体的周围也存在着磁场.实验表明,磁体和电流的周围存在着磁场,磁体与磁体间、电流和磁体间、电流和电流间的相互作用,都是通过磁场来实现的.人们从此找到了开启电磁学知识大门的钥匙. ① 直线电流的磁场.直线电流磁场的磁感应线是以该导线为圆心的同心圆,这些同心圆所在的平面与该导线垂直(见图９ -４).直线电流的磁 场方向可用安培定则１ (也叫右手螺旋定则)来判定:用右手握住通电直导线,让大拇指指向电流的方向,那么弯曲的四指所指的方向就是磁感应线的环绕方向. 上一页 下一页 返回 ９.２　学习指导 ② 环形电流的磁场.通电环形导线磁场的磁感应线是一些围绕环形导线的闭合曲线(见图９-５),在环形导线的中心轴线上,磁感应线和环形导线的平面垂直.环形导线的磁场可用安培定则２来判定:让右手弯曲的四指与环形电流的方向一致,那么伸直的大拇指所指的方向就是圆环导线中心轴线上磁感应线的方向. ③ 通电螺线管的磁场.通电直导线和通电环形导体的磁场均很弱,为了达到增强磁场的目的制造出了通电螺线管.螺线管通电以后表现出的特性很像一根条形磁铁,其磁感应线如图９-６所示,外部磁感应线也是从N 极出发回到S极. 上一页 下一页 返回 ９.２　学习指导 (３)磁场的主要物理量. ① 磁感应强度.如图９-７所示,将一段直导线垂直放入磁场中,通电后导体在磁场中受力情况表明,通电导线受到的磁场力F 与通过的电流I 和导线的长度l 有关.当Il增大或减少时,F 也跟着增大或减少.经分析计算可知,在磁场的一定范围内F/Il是一个恒定值.为了描述磁场这方面的性质,引入了磁感应强度这一物理量,如果用符号B 表示磁感应强度,那么 上一页 下一页 返回 ９.２　学习指导 ② 磁通.在匀强磁场中取一个与磁场垂直的平面,如果磁场的磁感应强度为B,平面的面积为S,那么磁感应强度B 和面积S 的乘积,叫做穿过这个平面的磁通量(简称磁通).如果用Φ 来表示磁通量,那么有 ③ 磁介质.空心螺线管的吸铁能力在插入一根软铁棒后会大大增强,如果换成铜棒后则没有明显变化.这表明磁场的强弱与介质有关,且介质不同对磁场的影响程度也不同. ④ 磁场强度.在研究磁场时,由于磁感应强度与介质有关,这使磁场的计 算复杂化.为了方便计算,常用磁场强度来表示磁场的性质.磁场中某点的磁场强度的大小只与产生磁场的载流导线的传导电流强度、导体的形状和空间位置有关,而与介质无关. 上一页 下一页 返回 ９.２　学习指导 磁场中某点的磁感应强度B 与介质磁导率μ 的比值叫做该点的磁场强度,用H 来表示,即 ２)电磁感应现象 (１)电磁感应现象. 从前面的知识可知,电能生磁,反之,磁能否生电呢? 对这个问题的回答是肯定的. 如图９-８所示的实验中,当导线AB 在磁场中左右运动时电流表的指针会左右摆动;导线做垂直上下运动时,电流表的指针不动. 上一页 下一页 返回 ９.２　学习指导 在图９ -９ (a)所示的实验中,磁铁不动时电流表的指针不动;当磁铁插入或从线圈抽走时,电流表的指针均会摆动,