3磁路及电磁元件.pptx

电子应用技术电子应用技术电子应用技术电子应用技术项目三项目三 磁路及电磁元件的认知与检测磁路及电磁元件的认知与检测任务一任务一 磁路概念和基本定律磁路概念和基本定律任务二任务二 变压器在汽车上的应用变压器在汽车上的应用任务三任务三 继电器在汽车上的应用继电器在汽车上的应用任务四任务四 汽车磁路扩展汽车磁路扩展湖南工业职业技术学院汽车工程学院项目三项目三 磁路及电磁元件的认知与检测磁路及电磁元件的认知与检测湖南工业职业技术学院汽车工程学院本章要本章要求：求：1 1）能够描述电磁学的基本物理量）能够描述电磁学的基本物理量；2 2）熟悉变压器的基本结构和原理）熟悉变压器的基本结构和原理；3 3）熟悉汽车常用电磁元件的基本结构和原理）熟悉汽车常用电磁元件的基本结构和原理；4 4 4 4）学会运用万用表测量汽车磁路中的电磁元）学会运用万用表测量汽车磁路中的电磁元）学会运用万用表测量汽车磁路中的电磁元）学会运用万用表测量汽车磁路中的电磁元件；件；件；件；3.1 磁场与磁路欧姆定律磁场与磁路欧姆定律 磁铁：磁铁：磁铁：磁铁：具有磁性的物体。具有磁性的物体。3.1.1 磁铁与磁场磁铁与磁场1.1.磁铁磁铁磁铁磁铁 永久磁铁永久磁铁永久磁铁永久磁铁暂时磁铁暂时磁铁暂时磁铁暂时磁铁天然磁铁天然磁铁天然磁铁天然磁铁人造磁铁人造磁铁人造磁铁人造磁铁项目三项目三 磁路及电磁元件的认知与检测磁路及电磁元件的认知与检测（1 1）磁铁的两端磁性最强磁铁的两端磁性最强磁铁的两端磁性最强磁铁的两端磁性最强，为为为为磁极磁极磁极磁极。指向南端的。指向南端的。指向南端的。指向南端的磁极叫磁极叫磁极叫磁极叫南极（南极（南极（南极（S S）；指向北端的磁极叫；指向北端的磁极叫；指向北端的磁极叫；指向北端的磁极叫北极（北极（北极（北极（N N）。（2 2）同性磁极互相排斥，异性磁极相互吸引同性磁极互相排斥，异性磁极相互吸引同性磁极互相排斥，异性磁极相互吸引同性磁极互相排斥，异性磁极相互吸引。磁极。磁极。磁极。磁极之间的之间的之间的之间的这种相互作用力，叫磁力这种相互作用力，叫磁力这种相互作用力，叫磁力这种相互作用力，叫磁力。（3 3）磁铁的磁铁的磁铁的磁铁的N N、S S两极相互依存两极相互依存两极相互依存两极相互依存，不能单独存在。，不能单独存在。，不能单独存在。，不能单独存在。项目三项目三 磁路及电磁元件的认知与检测磁路及电磁元件的认知与检测（4 4）原来没有磁性的物质，放在磁铁旁边会获得磁性，原来没有磁性的物质，放在磁铁旁边会获得磁性，原来没有磁性的物质，放在磁铁旁边会获得磁性，原来没有磁性的物质，放在磁铁旁边会获得磁性，这这这这一现象叫一现象叫一现象叫一现象叫磁化磁化磁化磁化。被磁化的物质远离磁铁后仍保留一定的磁性，被磁化的物质远离磁铁后仍保留一定的磁性，被磁化的物质远离磁铁后仍保留一定的磁性，被磁化的物质远离磁铁后仍保留一定的磁性，叫叫叫叫剩磁剩磁剩磁剩磁。磁铁的主要性质：磁铁的主要性质：磁铁的主要性质：磁铁的主要性质：2.2.磁场磁场磁场磁场 磁场：磁场：磁场：磁场：磁力作用的空间，具有力和能的性质。磁力作用的空间，具有力和能的性质。磁场还具有强弱和方向，而且不同位置上的强弱磁场还具有强弱和方向，而且不同位置上的强弱磁场还具有强弱和方向，而且不同位置上的强弱磁场还具有强弱和方向，而且不同位置上的强弱和方向也是不同的。和方向也是不同的。和方向也是不同的。和方向也是不同的。磁力线：磁力线：磁力线：磁力线：带有方向的闭合带有方向的闭合带有方向的闭合带有方向的闭合曲线。外部由曲线。外部由曲线。外部由曲线。外部由N S,N S,内部内部内部内部S S N N。磁力线在某点切线方向表示磁力线在某点切线方向表示磁力线在某点切线方向表示磁力线在某点切线方向表示该点磁场方向，而且磁力线的疏密表示磁场强弱。该点磁场方向，而且磁力线的疏密表示磁场强弱。该点磁场方向，而且磁力线的疏密表示磁场强弱。该点磁场方向，而且磁力线的疏密表示磁场强弱。项目三项目三 磁路及电磁元件的认知与检测磁路及电磁元件的认知与检测3.1.2 磁场的基本物理量磁场的基本物理量 定义：定义：定义：定义：垂直穿过某一面积垂直穿过某一面积垂直穿过某一面积垂直穿过某一面积S S中的磁力线总数。中的磁力线总数。中的磁力线总数。中的磁力线总数。单位单位单位单位:韦韦韦韦 伯伯伯伯(WbWb)1Wb=1V1Wb=1Vs s表示磁场内某一面积上磁场强弱的物理量。表示磁场内某一面积上磁场强弱的物理量。表示磁场内某一面积上磁场强弱的物理量。表示磁场内某一面积上磁场强弱的物理量。2.2.2.2.磁感应强度磁感应强度磁感应强度磁感应强度B B 定义：定义：定义：定义：垂直通过单位面积上的磁力线数。垂直通过单位面积上的磁力线数。垂直通过单位面积上的磁力线数。垂直通过单位面积上的磁力线数。在在在在均匀磁场中均匀磁场中均匀磁场中均匀磁场中 方向方向方向方向:与电流的方向之间符合右手螺旋定则。与电流的方向之间符合右手螺旋定则。与电流的方向之间符合右手螺旋定则。与电流的方向之间符合右手螺旋定则。单位单位单位单位:特斯拉特斯拉特斯拉特斯拉(T T)，1T=1Wb/m1T=1Wb/m2 2 1.1.1.1.磁通磁通磁通磁通项目三项目三 磁路及电磁元件的认知与检测磁路及电磁元件的认知与检测3.1.2 磁场的基本物理量磁场的基本物理量3.3.3.3.磁导率磁导率磁导率磁导率 项目三项目三 磁路及电磁元件的认知与检测磁路及电磁元件的认知与检测实验：实验：实验：实验：用一个通电线圈去吸引某一铁块，改变线圈的匝数和用一个通电线圈去吸引某一铁块，改变线圈的匝数和用一个通电线圈去吸引某一铁块，改变线圈的匝数和用一个通电线圈去吸引某一铁块，改变线圈的匝数和电流的大小，能够改变线圈对铁块的吸引力。电流的大小，能够改变线圈对铁块的吸引力。电流的大小，能够改变线圈对铁块的吸引力。电流的大小，能够改变线圈对铁块的吸引力。当我们保持线圈的匝数和电流不变时，分别在线圈中插当我们保持线圈的匝数和电流不变时，分别在线圈中插当我们保持线圈的匝数和电流不变时，分别在线圈中插当我们保持线圈的匝数和电流不变时，分别在线圈中插入铜棒、铸铁和硅钢片时，发现线圈对铁块吸引力的变入铜棒、铸铁和硅钢片时，发现线圈对铁块吸引力的变入铜棒、铸铁和硅钢片时，发现线圈对铁块吸引力的变入铜棒、铸铁和硅钢片时，发现线圈对铁块吸引力的变化情况有很大的不同。插入铜棒时，线圈对铁块的吸引化情况有很大的不同。插入铜棒时，线圈对铁块的吸引化情况有很大的不同。插入铜棒时，线圈对铁块的吸引化情况有很大的不同。插入铜棒时，线圈对铁块的吸引力几乎不变；插入铸铁时，线圈对铁块的吸引力增大几力几乎不变；插入铸铁时，线圈对铁块的吸引力增大几力几乎不变；插入铸铁时，线圈对铁块的吸引力增大几力几乎不变；插入铸铁时，线圈对铁块的吸引力增大几百倍；插入硅钢片时，线圈对铁块的吸引力增大近万倍。百倍；插入硅钢片时，线圈对铁块的吸引力增大近万倍。百倍；插入硅钢片时，线圈对铁块的吸引力增大近万倍。百倍；插入硅钢片时，线圈对铁块的吸引力增大近万倍。3.1.2 磁场的基本物理量磁场的基本物理量3.3.3.3.磁导率磁导率磁导率磁导率 项目三项目三 磁路及电磁元件的认知与检测磁路及电磁元件的认知与检测 上述实验说明：上述实验说明：上述实验说明：上述实验说明：磁感应强度磁感应强度磁感应强度磁感应强度B B不仅与通入线圈的电流大不仅与通入线圈的电流大不仅与通入线圈的电流大不仅与通入线圈的电流大小和匝数有关，还与磁场中介质的磁化性能有关，小和匝数有关，还与磁场中介质的磁化性能有关，小和匝数有关，还与磁场中介质的磁化性能有关，小和匝数有关，还与磁场中介质的磁化性能有关，为了为了为了为了表示磁介质的磁化性能，引出了磁导率这个物理量。表示磁介质的磁化性能，引出了磁导率这个物理量。表示磁介质的磁化性能，引出了磁导率这个物理量。表示磁介质的磁化性能，引出了磁导率这个物理量。由实验测定，由实验测定，由实验测定，由实验测定，真空的磁导率真空的磁导率真空的磁导率真空的磁导率为常数，用为常数，用为常数，用为常数，用 0 0表示，有：表示，有：表示，有：表示，有：磁导率磁导率磁导率磁导率 ：表示磁介质的磁性能的物理量，衡量物质的导磁表示磁介质的磁性能的物理量，衡量物质的导磁表示磁介质的磁性能的物理量，衡量物质的导磁表示磁介质的磁性能的物理量，衡量物质的导磁能力能力能力能力。磁导率磁导率磁导率磁导率 的单位：的单位：的单位：的单位：亨亨亨亨/米（米（米（米（H/mH/m）因为因为因为因为 0 0是一个常数，故将其他物质的磁导率和它比较是一个常数，故将其他物质的磁导率和它比较是一个常数，故将其他物质的磁导率和它比较是一个常数，故将其他物质的磁导率和它比较是很方便的。是很方便的。是很方便的。是很方便的。3.1.2 磁场的基本物理量磁场的基本物理量3.3.3.3.磁导率磁导率磁导率磁导率 项目三项目三 磁路及电磁元件的认知与检测磁路及电磁元件的认知与检测 任一种物质的磁导率任一种物质的磁导率任一种物质的磁导率任一种物质的磁导率 和真空的磁导率和真空的磁导率和真空的磁导率和真空的磁导率 0 0的比值，的比值，的比值，的比值，称为该物质的称为该物质的称为该物质的称为该物质的相对磁导率相对磁导率相对磁导率相对磁导率 r r ，即，即，即，即l“非铁磁物质非铁磁物质非铁磁物质非铁磁物质”，如空气，如空气等，等，等，等，r1；l“铁磁物质铁磁物质铁磁物质铁磁物质”，如铁、钴等，如铁、钴等，r1项目三项目三 磁路及电磁元件的认知与检测磁路及电磁元件的认知与检测 磁场的方向与电流的方向满足右手螺旋关系磁场的方向与电流的方向满足右手螺旋关系磁场的方向与电流的方向满足右手螺旋关系磁场的方向与电流的方向满足右手螺旋关系3.1.3 电流的磁场电流的磁场1.1.1.1.通电直导体的磁场通电直导体的磁场通电直导体的磁场通电直导体的磁场 通电直导体的磁场是以导体通电直导体的磁场是以导体通电直导体的磁场是以导体通电直导体的磁场是以导体为中心的同心圆为中心的同心圆为中心的同心圆为中心的同心圆，分布在垂直，分布在垂直，分布在垂直，分布在垂直于导体的平面上，且越靠近导于导体的平面上，且越靠近导于导体的平面上，且越靠近导于导体的平面上，且越靠近导体的地方数量越多。体的地方数量越多。体的地方数量越多。体的地方数量越多。项目三项目三 磁路及电磁元件的认知与检测磁路及电磁元件的认知与检测3.1.3 电流的磁场电流的磁场例：例：例：例：用右手螺旋定则判断图中的电流或磁场方向。用右手螺旋定则判断图中的电流或磁场方向。用右手螺旋定则判断图中的电流或磁场方向。用右手螺旋定则判断图中的电流或磁场方向。解解:图图a)电流向左电流向左图图b)垂直向外垂直向外图图c)磁场顺时针磁场顺时针图图d)磁场逆时针磁场逆时针项目三项目三 磁路及电磁元件的认知与检测磁路及电磁元件的认知与检测3.1.3 电流的磁场电流的磁场 通电螺线管的磁场类似条形通电螺线管的磁场类似条形通电螺线管的磁场类似条形通电螺线管的磁场类似条形磁铁。磁铁。磁铁。磁铁。实验证明，实验证明，实验证明，实验证明，通电螺线管磁场通电螺线管磁场通电螺线管磁场通电螺线管磁场的强弱与电流、匝数成正比的强弱与电流、匝数成正比的强弱与电流、匝数成正比的强弱与电流、匝数成正比。实验还证明，实验还证明，实验还证明，实验还证明，磁场的方向与磁场的方向与磁场的方向与磁场的方向与电流也满足右手螺旋关系。电流也满足右手螺旋关系。电流也满足右手螺旋关系。电流也满足右手螺旋关系。2 2通电螺线管的磁场通电螺线管的磁场通电螺线管的磁场通电螺线管的磁场 项目三项目三 磁路及电磁元件的认知与检测磁路及电磁元件的认知与检测3.1.3 电流的磁场电流的磁场解解:例：例：例：例：用右手螺旋定则判断图用右手螺旋定则判断图用右手螺旋定则判断图用右手螺旋定则判断图a)a)中通电螺线管两端的中通电螺线管两端的中通电螺线管两端的中通电螺线管两端的极性及图极性及图极性及图极性及图b)b)中电流方向。中电流方向。中电流方向。中电流方向。S S电流的周围存在磁场这一现象叫电流的周围存在磁场这一现象叫电流的周围存在磁场这一现象叫电流的周围存在磁场这一现象叫电流的磁效应电流的磁效应电流的磁效应电流的磁效应。电流的磁效应在汽车电器中有着广泛的应用。电流的磁效应在汽车电器中有着广泛的应用。电流的磁效应在汽车电器中有着广泛的应用。电流的磁效应在汽车电器中有着广泛的应用。N N项目三项目三 磁路及电磁元件的认知与检测磁路及电磁元件的认知与检测3.1.3 电流的磁场电流的磁场3.3.电流磁效应的应用电流磁效应的应用电流磁效应的应用电流磁效应的应用（1 1）电喇叭）电喇叭盆形喇叭结构图盆形喇叭结构图项目三项目三 磁路及电磁元件的认知与检测磁路及电磁元件的认知与检测3.1.3 电流的磁场电流的磁场3.3.电流磁效应的应用电流磁效应的应用电流磁效应的应用电流磁效应的应用（2 2）电喇叭继电器）电喇叭继电器项目三项目三 磁路及电磁元件的认知与检测磁路及电磁元件的认知与检测3.1.3 电流的磁场电流的磁场3.3.电流磁效应的应用电流磁效应的应用电流磁效应的应用电流磁效应的应用（3 3）干簧继电器（电流传感器）干簧继电器（电流传感器）干簧继电器（电流传感器）干簧继电器（电流传感器）项目三项目三 磁路及电磁元件的认知与检测磁路及电磁元件的认知与检测3.1.3 电流的磁场电流的磁场3.3.电流磁效应的应用电流磁效应的应用电流磁效应的应用电流磁效应的应用（3 3）干簧继电器（电流传感器）干簧继电器（电流传感器）干簧继电器（电流传感器）干簧继电器（电流传感器）干簧管触点的开闭不但可用线圈的通、断电来控制，还可干簧管触点的开闭不但可用线圈的通、断电来控制，还可干簧管触点的开闭不但可用线圈的通、断电来控制，还可干簧管触点的开闭不但可用线圈的通、断电来控制，还可用永久磁铁来控制用永久磁铁来控制用永久磁铁来控制用永久磁铁来控制。当永久磁铁移近干簧管时，永久当永久磁铁移近干簧管时，永久磁铁所产生的磁通使弹簧片磁化，磁铁所产生的磁通使弹簧片磁化，两簧片的触点吸合；当永久磁铁两簧片的触点吸合；当永久磁铁远离干簧管时，两簧片复位，触远离干簧管时，两簧片复位，触点断开。如点断开。如制动液液面报警装置制动液液面报警装置就是根据这一原理制成的。就是根据这一原理制成的。项目三项目三 磁路及电磁元件的认知与检测磁路及电磁元件的认知与检测3.1.4 磁场对电流的作用磁场对电流的作用 电磁力：电磁力：电磁力：电磁力：通电直导体在磁场中所受的力通电直导体在磁场中所受的力通电直导体在磁场中所受的力通电直导体在磁场中所受的力。磁场对通电导体的作用磁场对通电导体的作用磁场对通电导体的作用磁场对通电导体的作用1.1.磁场对通电直导体的作用磁场对通电直导体的作用磁场对通电直导体的作用磁场对通电直导体的作用 电磁力定律电磁力定律电磁力定律电磁力定律牛牛牛牛 顿顿顿顿 （N N N N）导体与磁场方向的夹角导体与磁场方向的夹角导体与磁场方向的夹角导体与磁场方向的夹角 不同时，导不同时，导不同时，导不同时，导体的受力情况也不同。体的受力情况也不同。体的受力情况也不同。体的受力情况也不同。导体与磁场平行，因导体与磁场平行，因导体与磁场平行，因导体与磁场平行，因=0=0，故不受力，故不受力，故不受力，故不受力，F F=0=0导体与磁场垂直，因导体与磁场垂直，因导体与磁场垂直，因导体与磁场垂直，因=90=90，故受力最大，故受力最大，故受力最大，故受力最大，F F=BILBIL如：如：如：如：项目三项目三 磁路及电磁元件的认知与检测磁路及电磁元件的认知与检测3.1.4 磁场对电流的作用磁场对电流的作用左手定则：左手定则：左手定则：左手定则：伸平左手，使拇指与四指垂直，让磁力线垂直穿伸平左手，使拇指与四指垂直，让磁力线垂直穿伸平左手，使拇指与四指垂直，让磁力线垂直穿伸平左手，使拇指与四指垂直，让磁力线垂直穿过掌心，若四指指向为电流方向，则拇指的指向就是受力方过掌心，若四指指向为电流方向，则拇指的指向就是受力方过掌心，若四指指向为电流方向，则拇指的指向就是受力方过掌心，若四指指向为电流方向，则拇指的指向就是受力方向。向。向。向。例：例：例：例：试判断图中直导体的电流方向试判断图中直导体的电流方向试判断图中直导体的电流方向试判断图中直导体的电流方向或受力方向（图中或受力方向（图中或受力方向（图中或受力方向（图中 表示电流垂直表示电流垂直表示电流垂直表示电流垂直纸面向里，纸面向里，纸面向里，纸面向里，表示电流方向垂直纸表示电流方向垂直纸表示电流方向垂直纸表示电流方向垂直纸面向外面向外面向外面向外）。）。）。）。解：解：a)a)直导体受力方向为向下直导体受力方向为向下直导体受力方向为向下直导体受力方向为向下 b)b)直导体电流方向为垂直纸面向外直导体电流方向为垂直纸面向外直导体电流方向为垂直纸面向外直导体电流方向为垂直纸面向外项目三项目三 磁路及电磁元件的认知与检测磁路及电磁元件的认知与检测3.1.4 磁场对电流的作用磁场对电流的作用2.2.磁场对通电线圈的作用磁场对通电线圈的作用磁场对通电线圈的作用磁场对通电线圈的作用 通电线圈在磁场中会受到转矩的作用，称为通电线圈在磁场中会受到转矩的作用，称为通电线圈在磁场中会受到转矩的作用，称为通电线圈在磁场中会受到转矩的作用，称为电磁转矩电磁转矩电磁转矩电磁转矩。单匝线圈单匝线圈单匝线圈单匝线圈N N匝线圈匝线圈匝线圈匝线圈式中式中式中式中 B B 磁场的磁感应强度磁场的磁感应强度磁场的磁感应强度磁场的磁感应强度 I I线圈通入的电流线圈通入的电流线圈通入的电流线圈通入的电流 SS线圈的面积，矩形线圈线圈的面积，矩形线圈线圈的面积，矩形线圈线圈的面积，矩形线圈 S=S=abadabad 线圈平面与磁场的夹角（锐角）线圈平面与磁场的夹角（锐角）线圈平面与磁场的夹角（锐角）线圈平面与磁场的夹角（锐角）项目三项目三 磁路及电磁元件的认知与检测磁路及电磁元件的认知与检测3.1.4 磁场对电流的作用磁场对电流的作用2.2.磁场对通电线圈的作用磁场对通电线圈的作用磁场对通电线圈的作用磁场对通电线圈的作用N N匝线圈匝线圈匝线圈匝线圈线圈受到的转矩大小与线圈在磁场中的位置相关线圈受到的转矩大小与线圈在磁场中的位置相关线圈受到的转矩大小与线圈在磁场中的位置相关线圈受到的转矩大小与线圈在磁场中的位置相关 。线圈平面平行磁力线线圈平面平行磁力线线圈平面平行磁力线线圈平面平行磁力线时，时，时，时，；因因因因=0=0，coscos=1=1，故故故故转矩最大转矩最大转矩最大转矩最大T T=NBISNBIS线圈平面垂直磁力线线圈平面垂直磁力线线圈平面垂直磁力线线圈平面垂直磁力线时，时，时，时，因因因因=90=90，coscos=0=0，故故故故转矩最小转矩最小转矩最小转矩最小T T=0=0可见，通电线圈在磁场中，磁场总要使线圈平面转到与磁力线可见，通电线圈在磁场中，磁场总要使线圈平面转到与磁力线可见，通电线圈在磁场中，磁场总要使线圈平面转到与磁力线可见，通电线圈在磁场中，磁场总要使线圈平面转到与磁力线相垂直的位置。相垂直的位置。相垂直的位置。相垂直的位置。电磁转矩电磁转矩电磁转矩电磁转矩T T 的单位：的单位：的单位：的单位：牛牛牛牛 顿顿顿顿 米（米（米（米（N N mm）电磁转矩电磁转矩电磁转矩电磁转矩T T 的方向根据力偶确定。的方向根据力偶确定。的方向根据力偶确定。的方向根据力偶确定。项目三项目三 磁路及电磁元件的认知与检测磁路及电磁元件的认知与检测3.1.4 磁场对电流的作用磁场对电流的作用磁场对通电半导体的作用磁场对通电半导体的作用磁场对通电半导体的作用磁场对通电半导体的作用1.1.霍尔效应霍尔效应霍尔效应霍尔效应 在磁极磁场中放入一个长方在磁极磁场中放入一个长方在磁极磁场中放入一个长方在磁极磁场中放入一个长方形的半导体薄片，使磁力线垂形的半导体薄片，使磁力线垂形的半导体薄片，使磁力线垂形的半导体薄片，使磁力线垂直于半导体表面，当在半导体直于半导体表面，当在半导体直于半导体表面，当在半导体直于半导体表面，当在半导体的一个侧面上通入电流时，实的一个侧面上通入电流时，实的一个侧面上通入电流时，实的一个侧面上通入电流时，实验发现在另一个侧面上将出现验发现在另一个侧面上将出现验发现在另一个侧面上将出现验发现在另一个侧面上将出现一定的电压。一定的电压。一定的电压。一定的电压。霍尔效应产生的电压叫霍尔效应产生的电压叫霍尔效应产生的电压叫霍尔效应产生的电压叫霍尔电压霍尔电压霍尔电压霍尔电压U UHH。实验证明实验证明 R RHH为霍尔系数为霍尔系数为霍尔系数为霍尔系数 d d为半导体厚度为半导体厚度为半导体厚度为半导体厚度 在转子表面靠近边缘的地方在转子表面靠近边缘的地方在转子表面靠近边缘的地方在转子表面靠近边缘的地方固定一块小磁铁，将霍尔半导体固定一块小磁铁，将霍尔半导体固定一块小磁铁，将霍尔半导体固定一块小磁铁，将霍尔半导体（也称霍尔元件）设置在转子边（也称霍尔元件）设置在转子边（也称霍尔元件）设置在转子边（也称霍尔元件）设置在转子边缘靠近转子的地方，其正面对着缘靠近转子的地方，其正面对着缘靠近转子的地方，其正面对着缘靠近转子的地方，其正面对着磁铁。每当磁铁转到霍尔半导体磁铁。每当磁铁转到霍尔半导体磁铁。每当磁铁转到霍尔半导体磁铁。每当磁铁转到霍尔半导体正面时，半导体输出电压，磁铁正面时，半导体输出电压，磁铁正面时，半导体输出电压，磁铁正面时，半导体输出电压，磁铁转过后，输出电压为零。因此转转过后，输出电压为零。因此转转过后，输出电压为零。因此转转过后，输出电压为零。因此转子每旋转一周，霍尔半导体就输出一个脉冲。这些子每旋转一周，霍尔半导体就输出一个脉冲。这些子每旋转一周，霍尔半导体就输出一个脉冲。这些子每旋转一周，霍尔半导体就输出一个脉冲。这些脉冲接入频率计或计数器即可测出转子转速。脉冲接入频率计或计数器即可测出转子转速。脉冲接入频率计或计数器即可测出转子转速。脉冲接入频率计或计数器即可测出转子转速。因为因为因为因为转子与曲轴连接在一起，因此这里测出的转速就是转子与曲轴连接在一起，因此这里测出的转速就是转子与曲轴连接在一起，因此这里测出的转速就是转子与曲轴连接在一起，因此这里测出的转速就是汽车发动机的转速。汽车发动机的转速。汽车发动机的转速。汽车发动机的转速。项目三项目三 磁路及电磁元件的认知与检测磁路及电磁元件的认知与检测3.1.4 磁场对电流的作用磁场对电流的作用2.2.应用举例应用举例应用举例应用举例（1 1）转速测量）转速测量）转速测量）转速测量美国美国美国美国GMGM公司公司公司公司霍尔效应传感器霍尔效应传感器霍尔效应传感器霍尔效应传感器 项目三项目三 磁路及电磁元件的认知与检测磁路及电磁元件的认知与检测3.1.4 磁场对电流的作用磁场对电流的作用（2 2）点火信号的产生）点火信号的产生）点火信号的产生）点火信号的产生 在磁轮外圆上镶嵌了一圈永久磁铁，相邻磁铁的极性在磁轮外圆上镶嵌了一圈永久磁铁，相邻磁铁的极性在磁轮外圆上镶嵌了一圈永久磁铁，相邻磁铁的极性在磁轮外圆上镶嵌了一圈永久磁铁，相邻磁铁的极性正好相反，因此磁轮上的正好相反，因此磁轮上的正好相反，因此磁轮上的正好相反，因此磁轮上的N N、S S磁极交替出现。霍尔半导磁极交替出现。霍尔半导磁极交替出现。霍尔半导磁极交替出现。霍尔半导体的感应面正对磁轮，当磁轮转动时，体的感应面正对磁轮，当磁轮转动时，体的感应面正对磁轮，当磁轮转动时，体的感应面正对磁轮，当磁轮转动时，N N、S S磁极交替出磁极交替出磁极交替出磁极交替出现在半导体感应面上，使半导体产生在正负之间交替变现在半导体感应面上，使半导体产生在正负之间交替变现在半导体感应面上，使半导体产生在正负之间交替变现在半导体感应面上，使半导体产生在正负之间交替变化的脉冲电压，用这个脉冲电压去触发功率开关管，使化的脉冲电压，用这个脉冲电压去触发功率开关管，使化的脉冲电压，用这个脉冲电压去触发功率开关管，使化的脉冲电压，用这个脉冲电压去触发功率开关管，使它导通或截止，那么在点火线圈二次侧中便产生它导通或截止，那么在点火线圈二次侧中便产生它导通或截止，那么在点火线圈二次侧中便产生它导通或截止，那么在点火线圈二次侧中便产生15kV15kV的的的的高电压，通过火花塞点燃汽缸中的燃油。随着发动机的高电压，通过火花塞点燃汽缸中的燃油。随着发动机的高电压，通过火花塞点燃汽缸中的燃油。随着发动机的高电压，通过火花塞点燃汽缸中的燃油。随着发动机的转动，上述过程将周而复始地进行下去，这就是点火系转动，上述过程将周而复始地进行下去，这就是点火系转动，上述过程将周而复始地进行下去，这就是点火系转动，上述过程将周而复始地进行下去，这就是点火系统的工作原理统的工作原理统的工作原理统的工作原理 项目三项目三 磁路及电磁元件的认知与检测磁路及电磁元件的认知与检测3.1.4 磁场对电流的作用磁场对电流的作用（2 2）点火信号的产生）点火信号的产生）点火信号的产生）点火信号的产生霍尔式汽车点火系统结构图霍尔式汽车点火系统结构图霍尔式汽车点火系统结构图霍尔式汽车点火系统结构图3.1.5 3.1.5 电磁感应电磁感应电磁感应电磁感应 当导体作切割磁力线运动或线圈中的磁通量发生变当导体作切割磁力线运动或线圈中的磁通量发生变当导体作切割磁力线运动或线圈中的磁通量发生变当导体作切割磁力线运动或线圈中的磁通量发生变化时，在它们之中就会产生电动势。若导体或线圈化时，在它们之中就会产生电动势。若导体或线圈化时，在它们之中就会产生电动势。若导体或线圈化时，在它们之中就会产生电动势。若导体或线圈被接成闭合回路，回路中还会有电流产生。被接成闭合回路，回路中还会有电流产生。被接成闭合回路，回路中还会有电流产生。被接成闭合回路，回路中还会有电流产生。这种磁这种磁这种磁这种磁生电的现象，称为电磁感应。生电的现象，称为电磁感应。生电的现象，称为电磁感应。生电的现象，称为电磁感应。1 直导体的感应电动势直导体的感应电动势感应电动势的大小：感应电动势的大小：感应电动势的大小：感应电动势的大小：感应电动势方向：感应电动势方向：感应电动势方向：感应电动势方向：用右手定则确定用右手定则确定用右手定则确定用右手定则确定 式中式中式中式中 B B 磁感应强度磁感应强度磁感应强度磁感应强度 vv切割速度切割速度切割速度切割速度 LL有效长度有效长度有效长度有效长度 运动方向与磁场方向的夹角运动方向与磁场方向的夹角运动方向与磁场方向的夹角运动方向与磁场方向的夹角例：例：例：例：图示电路中直导体图示电路中直导体图示电路中直导体图示电路中直导体ABAB，受外力作用以，受外力作用以，受外力作用以，受外力作用以v v=20m/s=20m/s的速度切割磁场。设磁场的速度切割磁场。设磁场的速度切割磁场。设磁场的速度切割磁场。设磁场B B=1T=1T，导体，导体，导体，导体L L=0.5m=0.5m、R R0 0=1=1，负载，负载，负载，负载R R=9 9。试计算。试计算。试计算。试计算ABAB中的感应电动势中的感应电动势中的感应电动势中的感应电动势e e和感应电流和感应电流和感应电流和感应电流I I及外力及外力及外力及外力F F外外外外。解解：由于由于由于由于导体作匀速直线运动导体作匀速直线运动导体作匀速直线运动导体作匀速直线运动，有：，有：，有：，有：感应电动势感应电动势感应电动势感应电动势e e方向方向方向方向如图所示如图所示如图所示如图所示感应电流感应电流感应电流感应电流I I方向方向方向方向如图所示如图所示如图所示如图所示2 线圈的感应电动势线圈的感应电动势法拉第定律：法拉第定律：法拉第定律：法拉第定律：线圈产生的感应电动势的大小与穿过线圈产生的感应电动势的大小与穿过线圈产生的感应电动势的大小与穿过线圈产生的感应电动势的大小与穿过线圈的磁通量的变化率成正比。线圈的磁通量的变化率成正比。线圈的磁通量的变化率成正比。线圈的磁通量的变化率成正比。设线圈有设线圈有设线圈有设线圈有N N 匝匝匝匝，磁通的变化率为，磁通的变化率为，磁通的变化率为，磁通的变化率为d d/dtdt，则则则则楞次定律：楞次定律：楞次定律：楞次定律：在线圈回路中，感应电流的方向总是使其在线圈回路中，感应电流的方向总是使其在线圈回路中，感应电流的方向总是使其在线圈回路中，感应电流的方向总是使其产生的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化。产生的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化。产生的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化。产生的磁场阻碍引起感应电流的磁通量的变化。具体地说，若线圈回路由于磁通量增加而产生电磁具体地说，若线圈回路由于磁通量增加而产生电磁具体地说，若线圈回路由于磁通量增加而产生电磁具体地说，若线圈回路由于磁通量增加而产生电磁感应，则感应电流的磁场与原来的磁场反向；若线感应，则感应电流的磁场与原来的磁场反向；若线感应，则感应电流的磁场与原来的磁场反向；若线感应，则感应电流的磁场与原来的磁场反向；若线圈回路由于磁通量减少而产生电磁感应，则感应电圈回路由于磁通量减少而产生电磁感应，则感应电圈回路由于磁通量减少而产生电磁感应，则感应电圈回路由于磁通量减少而产生电磁感应，则感应电流的磁场与原来的磁场同向。流的磁场与原来的磁场同向。流的磁场与原来的磁场同向。流的磁场与原来的磁场同向。3 自感现象自感现象自感现象自感现象自感现象自感现象自感实验电路自感实验电路自感实验电路自感实验电路 由通入线圈的电流发生变化而产由通入线圈的电流发生变化而产由通入线圈的电流发生变化而产由通入线圈的电流发生变化而产生感应电动势的现象就称为自感生感应电动势的现象就称为自感生感应电动势的现象就称为自感生感应电动势的现象就称为自感现象，现象，现象，现象，由自感产生的感应电动势由自感产生的感应电动势由自感产生的感应电动势由自感产生的感应电动势称为称为称为称为自感电动势自感电动势，用符号，用符号，用符号，用符号eL表示。表示。表示。表示。电感电感(自感自感):(H、mH)电流通过电流通过N匝匝线圈产生线圈产生(磁链磁链)电流通过电流通过一匝一匝线圈产生线圈产生(磁通磁通磁通磁通)设设则则自感电动势自感电动势自感电动势自感电动势电感是表示线圈中单位电流产生的自感磁链的物理量电感是表示线圈中单位电流产生的自感磁链的物理量电感是表示线圈中单位电流产生的自感磁链的物理量电感是表示线圈中单位电流产生的自感磁链的物理量 线圈的电感与线圈的尺寸、匝数以及附近的介质线圈的电感与线圈的尺寸、匝数以及附近的介质的磁导率等有关。的磁导率等有关。自感电动势：自感电动势：自感电动势：自感电动势：L空心线圈空心线圈空心线圈空心线圈S 线圈横截面积（线圈横截面积（m2）l 线圈长度（线圈长度（m）N 线圈匝数线圈匝数 介质的磁导率（介质的磁导率（H/m）铁心线圈铁心线圈铁心线圈铁心线圈L空心线圈空心线圈空心线圈空心线圈:线性电感元件线性电感元件线性电感元件线性电感元件;铁心线圈铁心线圈铁心线圈铁心线圈:非线性电感元件非线性电感元件非线性电感元件非线性电感元件对线性电感元件，对线性电感元件，对线性电感元件，对线性电感元件，N N =LiLi，有：有：有：有：上式表明，上式表明，自感电动势与电流的变化率（变化快慢）自感电动势与电流的变化率（变化快慢）自感电动势与电流的变化率（变化快慢）自感电动势与电流的变化率（变化快慢）成正比成正比成正比成正比。变化率越大，线圈的自感电动势越大，相反，。变化率越大，线圈的自感电动势越大，相反，越小。在直流电路中，电流变化率为零，自感电动势越小。在直流电路中，电流变化率为零，自感电动势也为零，因此，也为零，因此，线圈在直流电路中为短路状态线圈在直流电路中为短路状态线圈在直流电路中为短路状态线圈在直流电路中为短路状态。自感电动势：自感电动势：自感电动势：自感电动势：负号表示负号表示自感电动势具有阻碍电流变化的性质。自感电动势具有阻碍电流变化的性质。自感电动势具有阻碍电流变化的性质。自感电动势具有阻碍电流变化的性质。自感现象的应用自感现象的应用自感现象的应用自感现象的应用（1 1）有利方面）有利方面）有利方面）有利方面滤波原理：滤波原理：滤波原理：滤波原理：当脉动电流中的交流成分通过铁心线圈时，当脉动电流中的交流成分通过铁心线圈时，当脉动电流中的交流成分通过铁心线圈时，当脉动电流中的交流成分通过铁心线圈时，线圈会产生自感电动势，这个自感电动势对交流成分线圈会产生自感电动势，这个自感电动势对交流成分线圈会产生自感电动势，这个自感电动势对交流成分线圈会产生自感电动势，这个自感电动势对交流成分起阻碍作用，使交流成分受到很大的衰减；而直流成起阻碍作用，使交流成分受到很大的衰减；而直流成起阻碍作用，使交流成分受到很大的衰减；而直流成起阻碍作用，使交流成分受到很大的衰减；而直流成分通过线圈时不产生自感电动势，因此直流成分会不分通过线圈时不产生自感电动势，因此直流成分会不分通过线圈时不产生自感电动势，因此直流成分会不分通过线圈时不产生自感电动势，因此直流成分会不受阻碍地通过线圈送到输出端。受阻碍地通过线圈送到输出端。受阻碍地通过线圈送到输出端。受阻碍地通过线圈送到输出端。型滤波电路型滤波电路（2 2）不利方面）不利方面）不利方面）不利方面表现在含有大电感的电器设备接通或断开的瞬间会出表现在含有大电感的电器设备接通或断开的瞬间会出表现在含有大电感的电器设备接通或断开的瞬间会出表现在含有大电感的电器设备接通或断开的瞬间会出现过电压、过电流，使电器设备受到危害。现过电压、过电流，使电器设备受到危害。现过电压、过电流，使电器设备受到危害。现过电压、过电流，使电器设备受到危害。它由点火线圈（一次和二次线圈组成）、蓄电池、凸它由点火线圈（一次和二次线圈组成）、蓄电池、凸它由点火线圈（一次和二次线圈组成）、蓄电池、凸它由点火线圈（一次和二次线圈组成）、蓄电池、凸轮及触点等组成，其中蓄电池正极轮及触点等组成，其中蓄电池正极轮及触点等组成，其中蓄电池正极轮及触点等组成，其中蓄电池正极一次线圈一次线圈一次线圈一次线圈触点触点触点触点蓄电池负极组成电流通路。蓄电池负极组成电流通路。蓄电池负极组成电流通路。蓄电池负极组成电流通路。传统汽车传统汽车点火电路点火电路的原理图的原理图 在电流通路中，触点起接通或断开电路的作用。当凸在电流通路中，触点起接通或断开电路的作用。当凸在电流通路中，触点起接通或断开电路的作用。当凸在电流通路中，触点起接通或断开电路的作用。当凸轮转动时，触点依次接通和断开，使通过一次线圈的轮转动时，触点依次接通和断开，使通过一次线圈的轮转动时，触点依次接通和断开，使通过一次线圈的轮转动时，触点依次接通和断开，使通过一次线圈的电流急剧变化，电流急剧变化，电流急剧变化，电流急剧变化，将产生一个很高的自感电动势，其方将产生一个很高的自感电动势，其方将产生一个很高的自感电动势，其方将产生一个很高的自感电动势，其方向与蓄电池的电动势方向相同。向与蓄电池的电动势方向相同。向与蓄电池的电动势方向相同。向与蓄电池的电动势方向相同。两个电压叠加作用到两个电压叠加作用到两个电压叠加作用到两个电压叠加作用到触点上，在触点之间产生火花，使触点烧坏。为了保触点上，在触点之间产生火花，使触点烧坏。为了保触点上，在触点之间产生火花，使触点烧坏。为了保触点上，在触点之间产生火花，使触点烧坏。为了保护触点，通常在触点两端并联一个电容器护触点，通常在触点两端并联一个电容器护触点，通常在触点两端并联一个电容器护触点，通常在触点两端并联一个电容器C C，以吸收贮，以吸收贮，以吸收贮，以吸收贮藏在线圈中的磁场能，达到保护触点的目的。藏在线圈中的磁场能，达到保护触点的目的。藏在线圈中的磁场能，达到保护触点的目的。藏在线圈中的磁场能，达到保护触点的目的。4 互感现象互感现象互感现象互感现象互感现象互感现象互感实验电路互感实验电路互感实验