专题三 磁的基础知识及电磁铁和继电器（教案）-河北省职教高考《汽车电工电子基础》（高教版） 专题复习讲练测

专题三 磁的基础知识及电磁铁和继电器（教案）-《汽车电工电子基础》高教版-专题复习讲练测 [考纲要求] 1. 掌握电流产生的磁场的基本原理和规律。 2. 理解磁场的基本物理量，包括磁感应强度、磁通量和磁场强度等的定义和计算方法。 3. 了解铁磁材料的特性和在电磁应用中的作用。 4. 理解电磁铁的原理、结构和工作原理。 5. 掌握继电器的结构、工作原理及在电路中的应用。 [课时安排] 2课时 [知识梳理] 一、磁场的基本物理量 1.磁感应强度和磁通 (1)磁感应强度B 磁感应强度是表示空间某点磁场强弱与方向的物理量。磁感应强度B的方向即为磁场各点的磁场方向,其大小等于与磁感线方向垂直的载有单位电流,单位长度的直导线在该点受到的电磁力,并有 若在磁场的各个点上,载流导体受到的电磁力ΔF大小相等,方向相同,则表明磁场中各点的强弱程度相同,亦即磁感应强度相同,这样的磁场称为均匀磁场。对于均匀磁场,可用疏密均匀、方向相同的磁感线表示。 在国际单位制中,磁感应强度的单位是T(特[斯拉])1T=1 Wb/m² 在工程计算中,采用Gs(高斯)作为磁感应强度的单位,1 Gs=10-4T (2)磁通Ф 在均匀磁场中,磁感应强度B的大小与垂直于磁感应强度B的某一面积的乘积称为磁通: ф=B·S 其国际单位制单位是Wb(韦[伯]),在工程上常用Mx(麦克斯韦)作为磁通的单位,并有 1 Mx=10 -8 Wb 如果把磁感应强度B和磁通φ与磁感线联系起来,则可认为磁通在数值上等于垂直穿过该截面的磁感线数,而磁感应强度就等于垂直穿过单位面积的磁感线数,因此磁感应强度又称磁通密度。 2.磁导率磁导率μ表示物质的导磁性能,其单位是H/m(亨/米)。在真空中磁导率μ0=4πx10-7H/m。在自然界,大多数物质的磁导率近似等于真空的磁导率,只有镍、钴及其合金的磁导率μ很大,通常这一类物质称为铁磁物质或铁磁材料。 二、电磁铁 1.电磁铁的作用和分类 电磁铁是利用通电的铁心线圈吸引衔铁或保持某种机械零件、工件于固定位置的一种电器电磁铁可分为线圈、铁心及衔铁三部分。它的结构形式通常有如图2-2所示几种。衔铁的动作可使其他机械装置发生联动。当电源断开时,电磁铁的磁性随着消失,衔铁或其他零件被释放。工业上利用电磁铁完成起重、制动、吸持等机械动作。在自动控制系统中经常利用电磁铁附上触头等相应部件作成各种继电器、接触器、调整器及驱动器 电磁铁可分为直流电磁铁和交流电磁铁。在直流电磁铁中,铁心是用整块软钢制成的,而交流电磁铁中,为了减小铁损(磁滞损失和涡流损失),铁心是由硅钢片叠成的。 2. 直流电磁铁的工作原理 电磁铁的线圈通电后铁心磁化将衔铁吸引,铁心吸引衔铁的力称为电磁铁的吸力,吸力是电磁铁的重要参数之一。在图2-3所示电磁铁的线圈两端加以直流电压U,则铁心线圈通电电流为L时,电磁铁的吸力为 公式中F--磁铁吸力,N; B--气隙处的磁感应强度,T; S--铁心与衔铁吸合处的横截面积,m'。 必须指出,由于直流电磁铁的线圈里流过的是直流电流,线圈的电阻要承受全部外加电压所以直流电磁铁的线圈匝数很多、电阻较大。 三、继电器 1.继电器的作用和分类 继电器是一种根据某种物理量的变化,使其自身的执行机构动作的电器。无论继电器的输人量是电量或是非电量,继电器工作的最终目的总是控制触点的分断和闭合,而触点又是控制电路分断的,因此它既可以用来改变控制电路的工作状态,按预先设计的控制程序完成预定的控制任务,也可以根据电路状态、参数的改变对电路实现某种保护。 继电器种类很多。按输入信号可分为电压继电器、电流继电器、功率继电器、压力继电器、温度继电器等;按工作原理可分为电磁式继电器、感应继电器、电动式继电器、电子式继电器、热继电器等。 2.电磁式继电器的组成和工作原理 在汽车电气设备中触点式电压调节器、带起动继电器的电磁操纵强制啮合式起动机等都用到电磁式继电器。 电磁式继电器由电磁机构和触点系统组成,如图2-4所示。 按其在电路中的连接方式,可分为电流继电器、电压继电器和中间继电器等。电磁式电流继电器的线圈串于被测电路中,根据电流变化而动作。电磁式电压继电器把线圈并接于被测电路中,线圈的匝数多、导线细、阻抗大。继电器根据所接线路电压值的变化,处于吸合或释放状态。中间继电器实质上是电压继电器,只是触点数量多,容量也大,当电压继电器电流继电器的触点容量不够时,可以利用中间继电器作功率放大;当触点数量不够时,也可利用中间继电器增加触点数量以控制多条回路。 [真题练讲] 1. (2018年河北省统一考试)电流产生的磁场的方向遵循下列规律的是： A. 左手螺旋定则 B. 右手螺旋定则 C. 静电力定则 D. 安培法则 答案：B。