电路基础、电子技术与元器件教案——第4章电磁铁、变压器和电动机(中职教育).docx

第4章电磁铁、变压器和电动机

【学习耍点】：本章主耍介绍电磁铁、变压器和电动机的结构及工作原理。耍求读者掌握三方面内容：（1）电磁铁的结构及工作原理；（2）变压器的电压、电流、阻抗变换规律; （3）理解交、直流电动机的结构和转动过程。

4.1电磁铁

4.2变压器

4・3电动机

4.1电磁铁

铁磁性物质的磁化及分类

按磁化特性的不同物质町分为铁磁性物质和非磁性物质。

铁磁性物质从没有磁性变得具有磁性的过程，称为磁化。

被磁化的铁磁性物质在高温或者剧烈敲打等情况下，乂会失去磁性，这个过程称为退磁。

铁磁性物质在反复的磁化和退磁过程中要消耗能量，称为磁滞损耗。

铁磁性物质按其磁化、退磁的特点，可分为三大类：

（1）软磁性物质；

（2）硬磁性物质;

（3）矩磁性物质。

二.电磁铁

电磁铁主要由线圈、铁心和衔铁三部分组成，铁心和衔铁由软磁性材料制成。铁心通常固定不动，衔铁是活动的。

1.电磁铁的分类

按线圈通入的电流种类不同，可分为直流电磁铁与交流电磁铁；

按饮心和衔饮结构形式不同，可分为马蹄式电磁恢、拍合式电磁铁和螺管式电磁诙；按用途不同，可分为牵引电磁铁、制动电磁铁和起重电磁铁等。

电磁铁的工作原理很简单，当线圈中通入电流时，铁心就会产生磁场（磁场方向可由安培定则进行判定），并使衔铁吸向铁心。

2.直流电磁铁

直流电磁铁的线圈通入的电流是稳恒电流，因而它所产生的磁通也是稳恒磁通。稳恒磁通在铁心和衔铁内不会产生磁滞损耗和涡流损耗。

3.交流电磁铁

交流电磁诙的线圈通入的电流是交变电流，它所产生的磁通是交变磁通。交变磁场会在 铁心和衔铁内部产生磁滞损耗和涡流损耗，而使之发热。

交流电磁铁的线圈产生的是交变磁通，所以它的电磁吸力在零与最大值之间变化，衔铁 会振动，产生噪音，还会使电磁铁结构松动，寿命缩短。

4.2变压器

变压器在电路中起着电压变换、电流变换、阻抗变换的作用，常用于升压、降压、信号 传输、电流和电压测量等场合。

一.变压器的构造及电气特性

变压器构造主耍由铁心和线圈构成。

变压器是利用初级、次级线圈Z 间互感原理工作的。

变压器初级线圈与次级线圈的匝数比，称为变压器的变压比，乂称变比，用K 表示， 即：

2

变压器在工作时，具有以下一些特性：

（1）电压变换特性：变压器的初级线圈输入电压与次级线圈输出电压之比等于变压器 的变压比,即：

（2）电流变换特性：变压器的初级线圈输入电流与次级线圈输出电流之比，等于变压 器变压比的倒数，BP ：

12 N 、 K

（3）阻抗变换特性：变压器初级线圈输入电压与输入电流之比，称为变压器初级线圈 输入阻抗,用乙表示,BP ：

变压器初级线圈输入阻抗等于次级线圈所接负载阻抗与变压比的平方之积，即:

二•变压器的功率和效率

变压器的功率分为初级线圈的输入功率，和次级线圈的输出功率。

变压器损耗的功率等于变压器输入功率与输出功率之差，用P 损表示:

变压器的功率损耗冇两类,一类是铁心的磁滞耗损和涡流耗损，统称为铁损;另一类是 初

Z]=

N\ 、

级、次级线圈的电阻消耗的功率，称为铜损。

变压器输出功率与输入功率的百分比，称为变压器的效率，用"表示：

7 = —xlOO%

4.3电动机

电动机按使用的电源不同，可以分为肓流电动机和交流电动机两人类。

一.直流电动机

1.直流电动机的构造

肓流电动机用肓流电源驱动，主要由定了、转了和电刷构成。

2・直流电机的工作原理

直流电机是利用转子绕组中的电流，在磁场中受力而产牛旋转的。如果需要改变电机的旋转方向，只耍调换电源极性即可。

二.交流电动机

1.交流电动机的结构

交流电动机用交流电源驱动，由定子和转子构成。

2・交流电机的工作原理

交流电机也是利用转子绕组中的电流在磁场中受力而产生旋转的。但交流电机的转子绕组只是一个闭合导体回路，回路中没有接电源，

3・交流电机的分类

交流电机按电源供电的相数不同，可以分为单相交流电机和三相交流电机。

单相交流电机的定子由主、副两个绕组组成。

三相交流电机定子由三个对称的绕组组成，而且只要在接线时，把三个接线端中的任意两个对调，电机就会反转。