学习任务13 自感与互感现象的分析（课件）-《汽车电工电子基础》同步精品课堂（高教版）

《汽车电工电子基础》 高教版 同步精品课程——中职专业课 学习任务13 自感与互感现象的分析 1 知识目标 1.能解释自感现象。 2.能解释互感现象。 3.了解点火线圈的工作原理。 4.了解点火线圈的结构。 5.了解点火线图的作用。 教学目标 加工工表明 导入情景 任务引入 点火系统是点燃式内燃机最重要的系统之一,而发动机点火所需要的高电压是通过点火线圈将蓄电池上的低电电压转换而来的,其中的原理主要就是电磁感应现象中的自感和互感。 01 新知学习 任务准备 一、自感 如图13-1所示,当开关闭合,从0时刻到1时刻电流增加。 02 新知学习 ①当电流流动,磁通量增加,磁通强度随电流增大面增大。按照右手定律,线圈右端为磁极北极。 ②根据楞次定律,为阻止线圈内的磁通量增加，线圈自身产生与电池磁通方向相反的磁通量。当反向磁通增加时,感应电动热产生并且使得电流沿与电池电流方向反向流动。该电动势称为反向电动势,如图13-2所示。 02 新知学习 ③电流在t1~t2,保持恒定值,磁通量在t1~t2保持恒定。因此,在t1~t2时间段内无电动势产生。 ④当开关断开,电池电流在t1~t2时间段减少。随着电流的减少,由该电流产生的磁通量同时减少,根据楞次定律,感应电动势阻止磁通量的减少,所以方向与电池电动势方向一致,如图13-3所示。该电动势也称反向电动势。 02 新知学习 如前所述,由于线圈本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象称为自感。由自感产生的额外电动势称为自感应电动势 汽车中的各种电气设备(如交流发电机、转换继电器螺线管、点火线圈、断流点等)在开关启闭时将会产生反向电动势。这些反向电动势将会产生干扰,如两点间产生电弧、汽车音响噪声(静态)等。为防止这类干扰,可用电容、二极管防止反向电动势的产生或用旁路转移反向电动势。 02 新知学习 二、互感 由于一个线圈的电流发生变化,而在另一线圈中产生感应电动势的现象称为互感。 本任务需要准备的实训设备及数量见表13-1。 02 新知学习 任务实施 1.把器件B(如图13-4所示)的一次线圈与电源连接，二次线圈与微安表连接。 02 新知学习 2.电源开关合至左边的瞬间,观察微安表指针变化,并将观察结果填入表13-2。 注意: 当开关合至左边或右边时，线圈会发热。为了安全,开关接通周期不能太长。 3.断开开关,观察微安表指针变化,并将观察结果填入表13-2。 4.开关合至右边,观察微安表指针变化,并将观察结果填入表13-2。 5.开关断开,观察微安表指针变化,并将观察结果填入表13-2。 02 新知学习 6.用楞次定律解释上述现象 (1)开关合至左边的瞬间时:电流开始时流经一次线圈，一组磁感线产生并使其右端为N极如图13-5所示，一次线圈的磁感线穿越二次线圈。这时二次线圈产生由电磁感应产生的电动势并反作用于一次线圈,阻碍一次线圈的磁感线穿越二次线圈，产生反向电动势。这个电动势的方向与一次线圈作用相反,如图13-5所示,由于这个电动势使得微安表指针正偏，然后指针指零。 02 新知学习 (2)开关断路的瞬间流经一次线圈的电流减少并变为零时，磁通量同样地减少。此时,由二次线圈产生的电动势作用于阻止一次线圈磁通量的减少,如图13-6所示，这个电动势使得微安表指针反偏,然后指针指零。 02 新知学习 (3) 开关合至右边的瞬间电流开始时流经一次线圈，一组磁感线产生并使其左端成为N极，如图13-7所示。这个电动势的方向与一次线圈作用相反,使微安表指针反偏。 02 新知学习 7.把器件C(如图13-9所示)的内线圈与电源连接,外线圈与微安表连接。 02 新知学习 注意： 当开关合至左边或右边时，线圈会发热。为了安全，开关接通周期不能太长。 8.断开开关,观察微安表指针变化,并将观察结果填入表13-3。 9.开关合至右边,观察微安表指针变化,并将观察结果填入表13-3。 10.开关断开,观察微安表指针变化,并将观察结果填入表13-3。 02 新知学习 11.用楞次定律解释现象 (1)开关合至左边的瞬间:电流流经内线圈如图13-10所示，磁通量产生并使得其右端为N极,因内线圈产生的磁感线与外线圈相交,该电动势因外线圈电磁感应而产生,并作用于阻止内线圈磁通量增加。由于电动势产生电流使得微安表指针正偏,然后指针指零。 02 新知学习 (2)开关断路瞬间:流经内线圈的电流减少并最终为零,同时磁感线消失,此情况下,在外线圈产生的电动势作用于阻止内线圈磁通量的减少,如图13-11所示,由于电动势产生的电流使得微安表指针反偏，然后指针指零。 02 新知学习 (3)开关合至右边瞬间:电流流经内线圈如图13-12所示,磁通量产生并使得其左端为N极,因内线圈产生的磁感线与外线圈相交,该电动势因外线圈电磁感应而产生,并作用于