《电磁学原理及应用》PPT课件

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1、汽车电工电子汽车制造专业第2章电磁学原理及应用2.1电磁学概述2.1.1磁的基本知识磁体能够吸引铁、镍、钴等金属或它们的合金物质，磁体的这种性质称为磁性，具有磁性的物体称为磁体。2.1.2磁场1.磁场定义及其性质磁场是电流、运动电荷、磁体或变化电场周围空间存在的一种特殊形态的物质。磁体间的相互作用就是以磁场作为媒介的。2.磁力线磁场虽然存在，却是看不见的。为了便于理解，英国物理学家法拉第认为由许多磁力线所构成的连续场就叫做磁场。磁力线为形象描述磁场的强弱和方向而引入的假想线，如图所示。3.磁场基本物理量1）磁感应强度2）磁通量3）磁导率4）磁场强度2.1.3铁磁材料的分类及其性质1.铁磁

2、材料的分类1）硬磁材料硬磁材料不易被磁化，也不易去磁，常用来制造各种形状的永久磁体，用于磁电式仪表和各种扬声器中。2）软磁材料软磁材料容易磁化，也容易去磁，如硅钢、铸钢、纯铁等，常用做电器设备的铁芯。3）矩磁材料矩磁材料的特点是较小的外磁场就能使磁化达到饱和，去掉外磁场仍能保持饱和。常用于制造电子计算机中存储元件的环形磁芯。2.铁磁材料的性质1）高导磁性铁磁材料具有极强的被磁化特性，在外磁场的作用下能产生远远大于外磁场的附加磁场。2）磁饱和性铁磁材料在被磁化的过程中，随着外磁场的逐步增强，铁磁材料内部磁感应强度几乎不随外磁场强度增加的特性，称为磁饱和。3）磁滞性在外磁场作正负变化（即大小

3、和方向不断变化）的反复磁化过程中，铁磁材料内部的磁感应强度的变化总是滞后于外磁场的变化，这一特性称为磁滞性。2.1.4磁路1.磁路的定义磁力线集中通过的闭合路径称为磁路。1）磁动势2）磁阻2.磁路欧姆定律在磁路中，磁通与产生磁通的磁源（磁动势）成正比，与磁路的磁阻成反比，这就是磁路欧姆定律，即2.2电流的磁效应2.2.1电流的磁场2.2.2磁场对电流的作用1.磁场对通电直导体的作用2.磁场对通电线圈的作用3.磁场对通电半导体基片的作用2.3电磁感应2.3.1磁场中运动导体的电磁感应导体中产生的感应电动势方向可用右手定则来判断。如图所示，平伸右手，使拇指与其余四指垂直，让掌心正对磁场N极，

4、以拇指指向表示导体的运动方向，则其余四指的指向就是感应电动势的方向。2.3.2线圈中的电磁感应1.线圈中磁通变化时的电磁感应2.线圈面积变化引起的感应电流3.楞次定律和法拉第电磁感应定律楞次定律为人们提供了一个判断感应电动势和感应电流方向的方法，具体步骤如下：（1）判定原磁通的方向及其变化趋势（即增加还是减少）。（2）根据感应电流的磁场（俗称感应磁场）方向永远和原磁通变化趋势相反的原则，确定感应电流的磁场方向。（3）根据感应磁场的方向，用安培定则就可判断感应电动势或感应电流的方向。应当注意的是，必须把线圈或导体看成一个电源。在线圈或直导体内部，感应电流从电源的“负极”流到“正极”；在线圈

5、或直导体外部，感应电流由电源的“正极”端经负载流回“负极”端。因此，在线圈或导体内部，感应电流的方向永远和感应电动势的方向相同。2.3.3自感现象当线圈中的电流发生变化时，它所激发的磁场穿过该线圈自身的磁通量也随之变化，从而在该线圈自身产生感应电动势的现象，称为自感现象，这样产生的感应电动势，称为自感电势，通常用eL来表示。2.3.4互感现象由于一个线圈中的电流发生变化而使其他线圈产生感应电动势的现象称为互感现象。这个感应电动势称为互感电动势，用em表示。互感电动势的方向也可楞次定律判定，具体方法如下：（1）根据线圈中电流的方向，确定线圈中互感磁通的方向。（2）根据线圈1中电流变化的趋势

6、，确定通过线圈2中互感磁通的变化趋势。（3）根据楞次定律判定线圈2中感应磁通的方向。（4）根据右手螺旋定则判定互感电流的方向。2.4变压器2.4.1变压器的用途变压器的主要作用是升高电压和降低电压。在电力系统中，常用变压器来升高电压、减小电流，以降低输电过程中的功率损耗和节约输电线路有色金属的消耗，在用户端用变压器来降低电压，以保护用电过程的安全。用来升高电压的变压器称为升压变压器；用来降低电压的变压器则称为降压变压器；升压变压器和降压变压器合称为电力变压器。2.4.2变压器的种类1.按用途分类按用途的不同，变压器可分为电力变压器、专用变压器、调压变压器，测量变压器、试验变压器和安全变压

7、器等。2.按铁芯结构形式分类按铁芯结构形式的不同，变压器可分为心式变压器和壳式变压器等。3.按线圈绕组形式分类按线圈绕组形式的不同，变压器可分为双绕组变压器、三绕组变压器、多绕组变压器和自耦变压器等。4.按绕组材料分类按绕组材料的不同，变压器可分为铜绕组变压器和铝绕组变压器等类。一般情况下，应优先采用铝绕组变压器，以节约铜。5.按相数分类按相数的不同，变压器可分为单相变压器、三相变压器和多相变压器等。6.按冷却方式分类按冷却方式的不