5.3 磁路与电磁铁（课件）-《电工技术基础与技能》同步精品课堂（机工版·第3版）

项目5 磁路与电感应用技术 5.3 磁路与电磁铁 《电工技术基础与技能》（机械版•第3版） 同步精品课堂 1 学习目标 知识目标 1.理解磁路原理及不同电器磁路结构特点，知晓其工作机制。 2.牢记电磁铁工作原理和电磁感应定律的核心内容。 能力目标 1.能够分析常见电器设备磁路故障并提出解决思路。 2.熟练运用电磁感应定律解决简单电路计算问题。 情感目标 1.培养对电磁学知识的探索热情和钻研精神。 2.增强在电气控制学习中克服困难的自信心。 项目5 磁路与电感应用技术 导入情景 01 起重机如何产生强大吸力搬运重物？ 新知学习 02 一、磁路 1.磁路的构成 磁路就是由导磁材料构成的闭合路径，使磁通集中在磁路中流动。 新知学习 02 一、磁路 2.磁路原理 (1)用铁磁材料构成磁路的原因。 (2)磁路留有缝隙的原因 。 为了防止磁路日过大时出现饱和留出一定的缝隙，增加磁路的磁阻，使铁心工作在线性段。带有缝隙的磁路一般用在电动机、继电器、电抗器等的铁心中。 新知学习 02 二、电磁铁 1.电磁铁的工作原理电磁铁是工程上应用非常广泛的一种电器。它是通过铁心线圈通上电流后，在铁心中产生磁通，该磁通对附近的铁磁材料产生磁化，因而形成吸力，故称为电磁铁。 新知学习 02 二、电磁铁 2.电磁铁应用 (1)电磁吸盘起重机 在铁磁材料的吊装时，采用电磁吸盘可以节省吊挂时间、提高工作效率，同时还有挑选功能，特别适合废铁的分拣和吊装。图5-22a为电磁吸盘起重机吊装图。 新知学习 02 二、电磁铁 2.电磁铁应用 (2)电磁阀门。水管、油管、气管等不同的管道上，除了手动阀门之外，还有电磁阀门。电磁阀门可以通过电流实现自动控制。图5-22b是电磁铁液体控制阀门，通过电磁铁的吸力打开或关闭阀门。 新知学习 02 二、电磁铁 (3)继电器。继电器是通过电流控制的自动开关。在自动化设备中，离不了继电器。当控制电路需要输出开关信号，就通过继电器转换。图5-23a是继电器的工作原理图，是由铁心线圈、衔铁、弹簧和触点组成的，当线圈通电，铁心对衔铁产生吸力，衔铁向下移动带动触点闭合。 新知学习 02 二、电磁铁 (4)电磁制动器图5-24a是电磁制动器原理图。当线圈没给电时，由弹簧力将动摩擦片和静摩擦片压紧，因静摩擦片和外壳连接，动摩擦片和传动轴连接，传动轴通过摩擦力制动;当线圈得电，电磁力将动摩擦片吸动，弹簧被压缩，摩擦片失去摩擦力，传动轴自由转动。 新知学习 02 三、磁屏蔽 电气设备在工作时，同时也会产生磁场。如电动机、变压器输电线路等，都会产生磁场。为了防止磁场对其他设备的干扰，可以采用磁屏蔽的方法将易受干扰的设备屏蔽起来。屏蔽原理是采用空腔铁壳或铁管(见图5-25)，将被屏蔽的电路置于空腔中。 新知学习 02 三、磁屏蔽 由于铁磁材料的磁导率μ很大磁阻很小，相当于铁空腔心磁路，磁力线集中在空腔铁壳中流动，使空腔内的力线为零，这就是磁屏蔽的基本原理。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 题目 1： 下列关于磁屏蔽的说法，正确的是（ ） A. 采用非导磁材料进行屏蔽 B. 屏蔽层内磁力线为零 C. 只对强磁场有效 D. 不能防止外部磁场干扰内部设备 答案：B 解析：磁屏蔽是采用空腔铁壳或铁管等导磁材料，将被屏蔽的电路置于空腔中，使磁力线集中在空腔铁壳中流动，从而使空腔内的磁力线为零，能有效防止外部磁场干扰内部设备，对一定强度范围内的磁场都有作用。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 题目 2： 在直流电动机的磁路中，定子和转子铁心间留有缝隙的主要目的是（ ） A. 减少磁阻 B. 增加磁通 C. 便于安装和散热 D. 防止磁饱和 答案：D 解析：在讲解直流电动机磁路时，提到缝隙是为了防止磁路 H 过大时出现饱和，通过增加磁路的磁阻，使铁心工作在线性段。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 题目 3： 继电器的工作原理是利用（ ） A. 电流的热效应 B. 电磁感应现象 C. 电磁铁的吸力 D. 磁场对电流的作用 答案：C 解析：继电器由铁心线圈、衔铁等组成，当线圈通电，铁心产生的吸力使衔铁动作，从而控制触点开合，是利用电磁铁的吸力工作的。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 题目 4： 下列哪项不是电磁铁的应用（ ） A. 电磁起重机 B. 电铃 C. 白炽灯 D. 电磁阀 答案：C 解析：电磁起重机利用电磁铁吸起铁制品；电铃通过电磁铁的通断控制铃锤敲击；电磁阀利用电磁铁控制阀门开合。而白炽灯是利用电流通过灯丝发热发光，与电磁铁无关。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 题目 5： 铁磁材料在磁化过程中，（ ）会发生变化。 A. 电阻 B. 电容 C. 磁感应强度 D. 电感 答案：C 解析：磁化过程是使铁磁材料内磁畴方向改变，从而使磁感应强度发生变化。电阻、电容与磁化过程并无直接关联，电感会受到磁化影响，但不是磁化过程中直接改变的量。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 题目 6： 要使电磁铁的磁性增强，可以（ ） A. 减少线圈匝数 B. 减小电流 C. 增加铁心的磁导率 D. 增大磁路缝隙 答案：C 解析：根据电磁铁磁性强弱的影响因素，增加铁心的磁导率可以使磁通增强，从而增强磁性。减少线圈匝数和减小电流会使磁性减弱；增大磁路缝隙会增大磁阻，降低磁性。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 题目 7： 在磁路中，磁通的单位是（ ） A. 特斯拉（T） B. 韦伯（Wb） C. 安培（A） D. 亨利（H） 答案：B 解析：特斯拉是磁感应强度的单位；韦伯是磁通的单位；安培是电流的单位；亨利是电感的单位。所以选 B。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 题目 8： 下列关于磁滞回线的说法，错误的是（ ） A. 反映了磁感应强度与磁场强度的关系 B. 硬磁材料磁滞回线较宽 C. 软磁材料磁滞回线狭长 D. 磁滞回线与磁路缝隙无关 答案：D 解析：磁滞回线体现了磁感应强度随磁场强度变化的关系，且硬磁材料磁滞回线较宽，软磁材料狭长。同时，磁路缝隙会影响磁路的磁阻等，进而影响磁滞回线的形状。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 题目 9： 在电磁感应实验中，如果导体切割磁力线的速度越快，那么（ ） A. 感应电流越大 B. 感应电动势越大 C. 磁通量变化率越小 D. 以上都不对 答案：B 解析：根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小和回路中的磁通变化率成正比，导体切割磁力线速度越快，磁通变化率越大，感应电动势越大，但感应电流还与电路电阻等因素有关。 小试牛刀 03 尝试解答下面习题 题目 10： 对于软磁材料，其主要用途不包括（ ） A. 制造变压器铁心 B. 制作永磁体 C. 用于高频磁路 D. 作为电机的铁心材料 答案：B 解析：软磁材料常用于制造变压器、电机铁心以及高频磁路等，因为其磁导率高且磁滞损耗小。而永磁体是由硬磁材料制成的。 在本次课程中，我们深入探究了磁路与电感应用技术的核心内容。首先明晰了磁路的构成与原理，认识到铁磁材料在构建磁路时能有效增强磁场、降低能耗，其磁导率等特性对磁路性能起关键作用，且不同电器的磁路结构各有特点与用途。电磁铁方面，通过实验和实例掌握了其工作原理，了解其在电磁吸盘起重机、阀门、继电器、制动器等设备中的重要应用，实现了电能与机械能的高效转换。磁屏蔽知识让我们明白如何利用铁磁材料保护设备免受磁场干扰，在实际工程中意义重大。借助多种教学手段，同学们较好地理解了这些知识，提升了对电磁学的认知水平，为后续学习工厂电气控制设备筑牢根基，增强了在电气领域进一步探索的信心与能力。 课堂小结 04 课堂小结 04 作业布置 05 绘制变压器磁路结构并标注各部分名称及作用。 分析电磁阀门中电磁铁的工作过程与控制原理。 感谢观看 $$