直流电磁铁的运动特性与动作时间PPT讲稿
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电磁铁课件完整版
电磁铁的设计原则
确定磁路
根据电磁铁的工作原理，合理设计磁 路，确保磁场的有效传递和能量的高 效利用。
选择合适的磁性材料
根据工作需求，选择具有合适磁导率 和感应强度的磁性材料，以满足设计 要求。
优化线圈设计
根据磁路和磁性材料，设计线圈的尺 寸、匝数、线径等参数，以减小电阻 、提高电流密度。
考虑热设计
医疗器械
在医疗器械中，电磁铁用 于控制手术器械、治疗设 备等。
科学实验中的应用
物理实验
电磁铁在大学物理实验中常被用 来研究磁场、电磁感应等物理现
象。
生物实验
在生物学实验中，电磁铁可以用于 研究磁场对生物体的影响，如磁场 对细胞生长的影响等。
化学实验
在化学实验中，电磁铁可以用于搅 拌溶液、控制化学反应等。
提高吸力
通过改进线圈匝数、电流大小和磁路设计等手段 ，提高电磁铁的吸力。
06
电磁铁的发展趋势与展望
技术发展趋势
高效能化
随着科技的发展，电磁铁的效能不断提升，能够产生更强大的磁 场，满足各种高要求的应用场景。
微型化
随着微电子和精密加工技术的发展，电磁铁的体积逐渐缩小，便于 集成和微型化设备的使用。
详细描述
根据工作原理，电磁铁可以分为直流电磁铁和交流电磁铁。 根据应用领域，电磁铁可以分为工业用电磁铁、家用电磁铁 和医用电磁铁等。根据形状和尺寸，电磁铁可以分为条形电 磁铁、蹄形电磁铁、圆柱形电磁铁等。
02
电磁铁的应用
工业领域的应用
01
02
03
自动化生产
电磁铁在工业自动化生产 中起到关键作用，如物料 搬运、机械臂控制等。
的微纳操作、医学影像等。
对未来的影响和价值
电磁铁-PPT课件
思考：开关闭合时，——灯亮； 开关断开，——灯亮。
1.结构：电磁继电器由电磁铁、衔铁、弹 簧、静触点、动触点等组成。 2.原理：电磁继电器是利用电流的磁效应工作的。
3.电磁继电器的实质就是利用电磁铁控制工作 电路通、断的开关。
想想议议：电铃是怎样不停地 发出声响的？
当开关闭合，电路被接通，电磁铁有了 电流，把衔铁吸过来，在弹簧片下端的小锤 就在铃上敲一下。当衔铁被吸过来后，它跟 螺钉的尖端分开，电路断开，电磁铁失去磁 性，弹簧片便弹了回去，衔铁刚触到螺钉， 使电路又接通，又把衔铁吸引过来，小锤又 敲一下。只要开关闭合，电流就这样一通一 断地循环下去，铃声就一直响个不停。
1.结构：电磁阀由阀体、滑阀、衔铁、电 磁线圈等组成。
2.工作原理：电磁阀车门是通过改变线圈 中电流的通断，实现磁性的 有无，电磁 铁的移动带动滑阀移动，完成车门的关闭 和打开。
3.电磁阀的其它应用：燃气热水器的电磁 阀门、全自动洗衣机的进、排水系统等
上海磁浮列车是中德合作的友好结晶,2002 年12月31日通车,是全世界第一条商业运营线, 连接市区和浦东机场,全程30千米,只需8 分钟, 最高时速高达430Km/h,单程仅需50元。
•
8、这是个下着小雨的清晨，我们行走 在泥泞 的山路 上。山 不高， 有溪水 流淌而 去，寒 风扑面 。
•
6、对你唯有惊鸿一瞥，却窥见了一种 平淡致 远的处 世态度 ，淡罢 ，淡罢 ，绝不 为万物 所主宰 ，我独 逍遥于 濯浊之 外，蝉 蜕去拖 累，只 愿抱明 月而长 终。江 边一蓑 烟草， 一片缟 素。
•
7、天空不留下飞鸟的痕迹，但它已飞 过。飞 翔不是 为了留 下痕迹 ，而是 在飞翔 中尽情 享受自 由和快 乐!
1.磁浮列车的工作原理：磁浮列车主要依靠磁 场作用来实现支撑、导向、牵引和制动功能。 列车运行时，列车上的电磁铁与轨道线圈产生 的磁场发生相互作用使列车受到很大的向上的 托力，列车就会浮在轨道的上方。使列车运行 的摩擦减小，大大提高车速。
1.结构：电磁继电器由电磁铁、衔铁、弹 簧、静触点、动触点等组成。 2.原理：电磁继电器是利用电流的磁效应工作的。
3.电磁继电器的实质就是利用电磁铁控制工作 电路通、断的开关。
想想议议：电铃是怎样不停地 发出声响的？
当开关闭合，电路被接通，电磁铁有了 电流，把衔铁吸过来，在弹簧片下端的小锤 就在铃上敲一下。当衔铁被吸过来后，它跟 螺钉的尖端分开，电路断开，电磁铁失去磁 性，弹簧片便弹了回去，衔铁刚触到螺钉， 使电路又接通，又把衔铁吸引过来，小锤又 敲一下。只要开关闭合，电流就这样一通一 断地循环下去，铃声就一直响个不停。
1.结构：电磁阀由阀体、滑阀、衔铁、电 磁线圈等组成。
2.工作原理：电磁阀车门是通过改变线圈 中电流的通断，实现磁性的 有无，电磁 铁的移动带动滑阀移动，完成车门的关闭 和打开。
3.电磁阀的其它应用：燃气热水器的电磁 阀门、全自动洗衣机的进、排水系统等
上海磁浮列车是中德合作的友好结晶,2002 年12月31日通车,是全世界第一条商业运营线, 连接市区和浦东机场,全程30千米,只需8 分钟, 最高时速高达430Km/h,单程仅需50元。
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8、这是个下着小雨的清晨，我们行走 在泥泞 的山路 上。山 不高， 有溪水 流淌而 去，寒 风扑面 。
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6、对你唯有惊鸿一瞥，却窥见了一种 平淡致 远的处 世态度 ，淡罢 ，淡罢 ，绝不 为万物 所主宰 ，我独 逍遥于 濯浊之 外，蝉 蜕去拖 累，只 愿抱明 月而长 终。江 边一蓑 烟草， 一片缟 素。
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7、天空不留下飞鸟的痕迹，但它已飞 过。飞 翔不是 为了留 下痕迹 ，而是 在飞翔 中尽情 享受自 由和快 乐!
1.磁浮列车的工作原理：磁浮列车主要依靠磁 场作用来实现支撑、导向、牵引和制动功能。 列车运行时，列车上的电磁铁与轨道线圈产生 的磁场发生相互作用使列车受到很大的向上的 托力，列车就会浮在轨道的上方。使列车运行 的摩擦减小，大大提高车速。
《直流电机的工作原理及特性》PPT模板课件
2．电磁转矩TM
电枢绕组中的电流和磁通相互作用，产生电磁力和 电磁转矩，其大小可用如下公式表示：
TKtIa
式中：T——电磁转矩（N·m）； Φ——对磁极的磁通（Wb）； Ia——电枢电流（A）； Kt——与电机结构有关的常数，Kt=9.55 Ke
3.2 直流他励电动机的机械特性
一、机械特性的一般形式
根据 0,n0、TN,nN
两点，就可作出他励直流电动机近似是机械特性曲线 nfT。
三、人为机械特性 人为机械特性是指人为地改变电动机电枢外加电压U和励磁磁
通Φ的大小以及电枢回路串接附加电阻Rad所得到的机械特性。
1. 电枢回路中串接附加电阻时的人为特性 U U N , N
n
Rad
If
U
Ia M E
3．3 直流他励电动机的启动特性
nN △n
决于 Rf、 Uf的大小，当 Rf、 Uf
的大小一定时, If为定值，即磁
△T
通为定值。
0
TN T
n 理想空载点 n0
nN △n
1. 理想空载转速： T=0时的转速称为理想空
载转速，用n0表示。 根据机械特性可知：
U
△T
n0 Ke
0
TN T
2. 机械特性硬度
为了衡量机械特性的平直程度，引进一个机械特性
直流发电机和直流电动机的电磁转矩的作用是不同的
发电机的电磁转矩是阻转矩，它与电枢转动的方向或 原动机的驱动转矩的方向相反。因此，在等速转动时， 原动机的转矩T1必须与发电机的电磁转矩T及空载损耗 转矩T0相平衡。
电动机的电磁转矩是驱动转矩，它使电枢转动。因此， 电动机的电磁转矩TM必须与机械负载转矩TL及空载损 耗转矩T0相平衡。
初中物理电磁铁ppt课件
可以通过改进线圈的设计、选 择高导磁率的铁芯材料、优化 电流的大小和方向等方式来提 高电磁铁的效率。
04
未来发展方向
随着科技的发展，电磁铁的应 用将更加广泛。未来，Байду номын сангаас们可 能会看到更加高效、轻便、节 能的电磁铁在各个领域得到应 用。
感谢您的观看
THANKS
电磁感应
法拉第电磁感应定律
当磁场中的导体发生相对运动时，会在导体 中产生电动势或电流。
感应电动势的方向
感应电动势的方向遵循楞次定律，阻碍磁通 量的变化。
感应电流的方向
感应电流的方向与磁通量变化的方向有关， 遵循右手定则。
电磁铁的磁力大小与什么因素有关
线圈匝数
线圈匝数越多，产生的磁场强度越高，磁力 越大。
初中物理电磁铁PPT课件
目录
• 引言 • 电磁铁的工作原理 • 电磁铁在生活中的应用 • 实验：制作一个简单的电磁铁 • 问题与解答 • 总结
01
引言
什么是电磁铁
电磁铁是一种由线圈和铁芯组成的装置，通 过电流的通断来控制磁性的有无和强弱。
电磁铁的磁性来源于电流在绕在铁芯上的线 圈中流动时产生的磁场。
解答与解释
电磁铁是一种由线圈和铁芯组成的装置，通 过电流产生磁场，进而产生吸引力或排斥力
。
电磁铁在生活中的应用非常广泛，如电铃、 电话、磁悬浮列车等。
电磁铁的工作原理是电流的磁效应，即当电 流通过线圈时，会产生磁场，磁场与铁芯相 互作用，产生吸引或排斥力。
电磁铁和磁铁的主要区别在于，电磁铁是通 过电流产生磁场，而磁铁则是天然存在的磁 体。
详细描述
电磁继电器是利用电磁铁控制电路通断的装置，可以实现自动化控制。当输入电路中的电流达到一定值时，电磁 铁产生磁场，吸合触点，接通输出电路；当输入电路中的电流低于一定值时，电磁铁失去磁场，触点断开，输出 电路断开。电磁继电器广泛应用于自动化控制系统、家电等领域。
04
未来发展方向
随着科技的发展，电磁铁的应 用将更加广泛。未来，Байду номын сангаас们可 能会看到更加高效、轻便、节 能的电磁铁在各个领域得到应 用。
感谢您的观看
THANKS
电磁感应
法拉第电磁感应定律
当磁场中的导体发生相对运动时，会在导体 中产生电动势或电流。
感应电动势的方向
感应电动势的方向遵循楞次定律，阻碍磁通 量的变化。
感应电流的方向
感应电流的方向与磁通量变化的方向有关， 遵循右手定则。
电磁铁的磁力大小与什么因素有关
线圈匝数
线圈匝数越多，产生的磁场强度越高，磁力 越大。
初中物理电磁铁PPT课件
目录
• 引言 • 电磁铁的工作原理 • 电磁铁在生活中的应用 • 实验：制作一个简单的电磁铁 • 问题与解答 • 总结
01
引言
什么是电磁铁
电磁铁是一种由线圈和铁芯组成的装置，通 过电流的通断来控制磁性的有无和强弱。
电磁铁的磁性来源于电流在绕在铁芯上的线 圈中流动时产生的磁场。
解答与解释
电磁铁是一种由线圈和铁芯组成的装置，通 过电流产生磁场，进而产生吸引力或排斥力
。
电磁铁在生活中的应用非常广泛，如电铃、 电话、磁悬浮列车等。
电磁铁的工作原理是电流的磁效应，即当电 流通过线圈时，会产生磁场，磁场与铁芯相 互作用，产生吸引或排斥力。
电磁铁和磁铁的主要区别在于，电磁铁是通 过电流产生磁场，而磁铁则是天然存在的磁 体。
详细描述
电磁继电器是利用电磁铁控制电路通断的装置，可以实现自动化控制。当输入电路中的电流达到一定值时，电磁 铁产生磁场，吸合触点，接通输出电路；当输入电路中的电流低于一定值时，电磁铁失去磁场，触点断开，输出 电路断开。电磁继电器广泛应用于自动化控制系统、家电等领域。
人教版科学四年级下册课件电磁铁的性质PPT模板
新课导入
制作铁钉电磁铁注意事项
1.制作时要将绝缘皮导线， 按同一方向缠绕在铁芯上；
2.由于接通电源后，电路会 发生短路，导线会发热，电 池使用寿命会受影响，所以 制作完成后不能长时间接通 电源
电磁铁会像磁铁一样具有 磁性，吸附起铁制品吗？
测试电磁铁的磁性
电磁铁通电产生磁性
测试电磁铁的磁性
电磁铁断电磁性消失
--密立根（美）
电磁铁的性质
人教版科学四年级下册课件
汇报人：XXX
电池接法（正负极）不同
(S)
(N)
（—）
(N)
（+）
(S)
（+）
（—）
电磁铁性质（2）： 电磁铁的南北极可以改变
（1）与线圈缠绕方向有关 （2）与电池的接法（正负极） 有关
改变线圈缠绕方向， 南北极会改变。
改变电池的接法 （正负 极），南北 极也会改变。
延伸拓展
本课小结：
1、什么叫电磁铁？ 由线圈 和 铁芯 组成的装置叫
电磁铁 2、制作铁钉电磁铁的注意事项： 绕。要用绝缘皮 导线同；一个方向 缠
3、电磁铁的性质：
（1）电磁铁（ 通电 ）产生磁性，
（ 断电 ）磁性消失。 （2）电磁铁有南北极，且南北极
会改（变（改变
）。 ）方向，南北极会
改变 线圈缠绕
改变 （
）南
北极会改电池变接法（正负极）
科学靠两条腿走路，一 是理论，一是实验。有 时一条腿走在前面，有 时另一条腿走在前面。 只有使用两条腿，才能 前进。
电磁铁的性质
人教版科学四年级下册课件
汇报人：XXX
目录
复习巩固
01.
课堂讨论
03.
电磁铁ppt9 人教版优质课件优质课件
变阻器的滑片向右移动，
N
那么悬挂磁铁的弹簧将
S
( )B
R
S
A. 不变
B. 缩短 C. 伸长 D. 不能判断
·
S
N
8 、我们的梦想就在高高的山巅上，如果每天攀登一阶，矢志不渝，梦想终会实现。 10 、在漫长的人生旅途中，生活如果都是两点一线般的顺利，就会如同白开水一样平淡无味。只有酸甜苦辣咸五味俱全才是生活的全部，只有悲喜哀痛七情六欲全部经历才算是完整的人生…… 14 、人生就是生活的过程。哪能没有风、没有雨?正是因为有了风雨的洗礼才能看见斑斓的彩虹;有了失败的痛苦才会尝到成功的喜悦。 7 、准备种子，就收获果实;准备努力，就收获成功;准备今天，就收获明天。 3 、思想是人的翅膀，带着人飞向想去的地方。 9 、如果我们消极地生活，那么迟早会深困在自己建造的“房子”里。 3 、拼搏是成功的通行证，美貌是失败的墓志铭。不要再斤斤计较于你的容貌，关键是打造自己强大的内心。朋友，凤姐就是榜样啊，你长得比她还励志，你行的! 2 、天空，经常刮风经常下雨经常没太阳;季节，天渐转凉秋意渐浓记得加衣裳!生活，吃得要香睡得要甜身体要健康，祝福工作顺心，事业有成! 10 、每个人都有孤独的时候。要学会忍受孤独，这样才会成熟起来。年轻人到了一个陌生环境，面对形形色色的人和事，一下子不知所措，有时连倾心说话的地方也没有。这时，千万别浮躁， 学会静心，学会忍受孤独。在孤独中思考，在思考中成熟，在成熟中升华。不要因为寂寞乱了方寸，去做无聊的事，白白浪费时间。
12 、每个人都是赤手空拳来到这个世界的，有的人成功，有的人失败，都有着各自原因。条件不会摆放在每个人面前，学会没有条件的时候自己去创造条件，才可能走近成功。 9 、有时，成功就在我们眼前，但却被我们所忽略，以致最终地丧失。把握眼前，坚持做好每件事，那么，成功将会离我们越来越近。 6 、经历过人生的风风雨雨，才能够丰富自己的阅历，理解人生的真谛。 12 、俗话说得好：树挪死，人挪活。在现代激烈竞争社会，铁饭碗不复存在，一个人很少可能在同一个单位终其一生。所以多交一些朋友很有必要。 7 、要始终保持敬畏之心。对时光，对美，对痛楚。仿佛我们的活，也只是一棵春天中洁白花树的简单生涯。不管是竭力盛放，还是静默颓败，都如此甘愿和珍重。 3 、创造机会的人是勇者，等待机会的是愚者。 10 、每个人都有孤独的时候。要学会忍受孤独，这样才会成熟起来。年轻人到了一个陌生环境，面对形形色色的人和事，一下子不知所措，有时连倾心说话的地方也没有。这时，千万别浮躁， 学会静心，学会忍受孤独。在孤独中思考，在思考中成熟，在成熟中升华。不要因为寂寞乱了方寸，去做无聊的事，白白浪费时间。
第3章 电磁铁
第四节交流电磁铁
一、交流电磁铁的基本结构及特点 二、交流电磁铁的电压、电流和磁通的 关系 三、交流电磁铁的电磁吸力 四、交流电磁铁加装短路环
一、交流电磁铁的基本结构及特点
交流电磁铁的磁系统一般有三种类型，即 是拍合式，吸入式和双E型。 交流电磁铁的线圈有骨架，与铁芯之间是 隔开的，相互之间没有热传递作用;
电流与线圈匝数的乘积称为磁动势。它可 以用下面的数学公式表示：
F=NI
F——磁动势；其单位可用安培或安匝，即“A” 或“At表示； I——电流强度；单位：安培(A)； N——线圈匝数。
磁路的概念
在电机、变压器及各种铁磁元件中常 用磁性材料做成一定形状的铁心。铁心的 磁导率比周围空气或其它物质的磁导率高 的多磁通的绝大部分经过铁心形成闭合通 路，磁通的闭合路径称为磁路。
一、交流电磁铁的基本结构及特点
铁芯采用硅钢片叠压而成，截面做成方型，以 确保铁芯和线圈散热良好，便于加工。
铁芯做成片状，是为了提高铁芯的内阻，以 降低涡流的大小； 电工钝铁中加入硅，是为了降低铁芯中磁分 子的磁滞作用，以减小磁分子改变方向时的 “阻力”，另外，加入硅也是为了提高铁芯 的内阻，以进一步减小涡流。
1、电磁铁的线圈相当于一个电感 如果两端加上交流电压u=UmCost， 则由于uRuL(UR为线圈内阻压降，UL为线 圈电感压降)， 所以 UUL=d/dt (为磁链） 可得 dUdt=UmCostdt. =w(w为线圈匝数) 因 此 =mSint (m=Um/w; U=0.707Um) 则可得: mU/(4.44fw)(韦) 式中U为电源电压有效值，w为线圈匝数，
由于在整个转动过程中，是不变的，只是 极面相对面积发生变化，使转矩和气隙磁压 降不变。
电磁铁(物理课件)(4)
性的强弱与电__流_的_大__小_和线__圈_匝_数__的_多_少_等有关， 电磁铁的极性通过改变_电__流_的_方__向_实现。 • 3、电磁铁成为生活、生产和科学技术中应 用最广泛的装置之一。
练兵场
如图所示，要使电磁铁磁性最强，正确 的接法是 （ D ）
A. S1接1，S2接3
3
R
R S2
B. S1接1，S2接4
电磁铁的优点
可用__通__断__电__流_____来控制电磁铁磁性有无， 可用_改__变__电__流__大__小__来控制电磁铁磁性强弱， 可用_改__变__电__流__方__向__来实现电磁铁的极性变换。
知识与生活
我的收获：
• 1、电磁铁由_螺__线_管_和_铁__芯__组成， • 2、电磁铁磁性的有无由电__流__通_断__控制，磁
电磁起重机
铁芯
螺线管
Hale Waihona Puke 8.1电磁铁一、电磁铁的概念：
注意：1、电磁铁构造：
螺线管和铁芯
2、电磁铁的工作原理： 有电流时电磁铁有磁性， 无电流时电磁铁磁性消 失(电流的磁应）。 3、螺线管里面的铁芯 能增强磁性，并只能用 软铁
（增强磁性）
实验探究
二、探究电磁铁的磁性跟哪些因素有关？
1、电磁铁的磁性强 电流的大小
结论 线圈匝数不变时，通过电磁铁的电流越__大__,电 磁铁的磁性_越__强__.
(3)研究电磁铁的磁性跟线圈匝数的关系 实验 电流一定时，改变线圈匝数
现象 匝数越___多___, 磁性越__强____.
结论 当电流一定时，电磁铁线圈的匝数_越__多___, 磁性_越__强___.
讨论评价
下面是某同学在研究“保持电流不变，磁性与匝数的关系” 的实验的方案。让我们一起来讨论、评价此实验方案。
练兵场
如图所示，要使电磁铁磁性最强，正确 的接法是 （ D ）
A. S1接1，S2接3
3
R
R S2
B. S1接1，S2接4
电磁铁的优点
可用__通__断__电__流_____来控制电磁铁磁性有无， 可用_改__变__电__流__大__小__来控制电磁铁磁性强弱， 可用_改__变__电__流__方__向__来实现电磁铁的极性变换。
知识与生活
我的收获：
• 1、电磁铁由_螺__线_管_和_铁__芯__组成， • 2、电磁铁磁性的有无由电__流__通_断__控制，磁
电磁起重机
铁芯
螺线管
Hale Waihona Puke 8.1电磁铁一、电磁铁的概念：
注意：1、电磁铁构造：
螺线管和铁芯
2、电磁铁的工作原理： 有电流时电磁铁有磁性， 无电流时电磁铁磁性消 失(电流的磁应）。 3、螺线管里面的铁芯 能增强磁性，并只能用 软铁
（增强磁性）
实验探究
二、探究电磁铁的磁性跟哪些因素有关？
1、电磁铁的磁性强 电流的大小
结论 线圈匝数不变时，通过电磁铁的电流越__大__,电 磁铁的磁性_越__强__.
(3)研究电磁铁的磁性跟线圈匝数的关系 实验 电流一定时，改变线圈匝数
现象 匝数越___多___, 磁性越__强____.
结论 当电流一定时，电磁铁线圈的匝数_越__多___, 磁性_越__强___.
讨论评价
下面是某同学在研究“保持电流不变，磁性与匝数的关系” 的实验的方案。让我们一起来讨论、评价此实验方案。
直流电机工作特性PPT课件
并励
M st并
0
Ia I st
第16页/共45页
3、复励直流电动机的工作特性： 它介于并励和串励电动机特性之间。 当并励绕组磁势起主要作用，特性接近于
并励电动机特性。 当串励绕组磁势起主要作用，特性接近于
串励电动机特性。 在空载时无飞速现象。
第17页/共45页
三、直流发电机的工作特性： 可测物理量有：发电机端电压U ，电枢电流Ia ，
第6页/共45页
C、并励发电机的功率方程式：
P1 机械功率 PM 电磁功率 P2
p pFe
pcuf pcua ps
电功率
PM Ea Ia (U Iar a2 Us )Ia pcuf pcua ps P2 P1 M1 (M M0 ) PM p0 PM p pFe
第7页/共45页
一、直流电机的基本方程式：
（电系统的电势平衡方程式，机械系统的转矩平
衡方程式，能量系统的功率平衡方程式。）
1、电势平衡方程式：
A、不计磁路饱和效应，并励电动机电枢回路和
励磁回路的电势方程式：
U Ua Gaf I f RaIa Ea RaIa
U U f Rf If
Ea Ia
If
第1页/共45页
一定时，电机绕组感应电势与其对应磁势的关系。 B、改变励磁电流 I f 0 的方向，可测出反方向的
空载特性曲线。 C、改变电机转速 n ，可得不同的空载特性曲线。 D、并励、复励直流发电机的空载特性都以
他励形式测取。
第19页/共45页
空载特性曲线： U0
If o
If U0
o
第20页/共45页
n1 n2 n1 n2
串励电机I f＝I a 随 0
第四节电磁铁
第四节电磁铁第四节电磁铁电磁铁是利用通电的铁心线圈所产生的强磁场来吸引铁磁物质（衔铁）动作的电器。
它广泛地应用在继电器、接触器及自动装置中。
电磁铁由励磁线圈、铁心和衔铁组成，其结构如图3-17所示。
工作时，电流通入励磁线圈产生磁场，使铁心和衔铁都被磁化，衔铁受到电磁力的作用与铁心吸合，而电磁铁的衔铁可带动其他机械零件或触点动作，实现各种控制和保护。
断电时，磁场消失，衔铁在弹性力的作用下释放。
当衔铁为被加工的工件时，则起到固定工件位置的作用，如磨床中常用的电磁吸盘。
因此电磁铁在生产上的应用非常广泛。
根据电磁铁线圈中所通过的电流不同，可分直流电磁铁和交流电磁铁两大类。
一、直流电磁铁1、直流电磁铁的吸力直流电磁铁的励磁电流是直流。
可以证明，直流电磁铁的衔铁所受吸力为式中B0——空气隙的磁感应强度（Wb/m2）；S——空气隙磁场的截面积（m2）；F——电磁铁的吸力（N）。
2、直流电磁铁特点直流电磁铁采用直流电流励磁，铁心中的磁通恒定，没有感应电动势产生，因而线圈的励磁电流由电源电压和线圈内阻决定。
如果电源电压和线圈内阻不变，则励磁电流不变，所以磁动势NI也不变。
因此直流电磁铁具有以下特点：·线圈中的直流励磁电流只取决于电源电压和线圈电阻，是不变的。
·直流电磁铁在衔铁吸合过程中气隙是逐渐变小的，磁路中磁阻也逐渐变小。
根据磁路欧姆定律（Φ=N I/Rm）可知，励磁电流不变时，磁通与磁阻成反比，在衔铁吸合过程中磁通逐渐变大，由此说明直流电磁铁的吸力F的大小与衔铁所处空间位置有关，电磁铁在起动（开始吸合）时的吸力，要比工作时（吸合后）的吸力小很多。
二、交流电磁铁当交流电磁铁的铁心线圈通入正弦交流电时，铁心中便产生交变磁通，线圈的端电压和铁心中磁通有以下关系式中f——外加励磁交流电的频率（Hz）；N——铁心线圈的匝数；Φm——铁心中磁通的最大值（Wb）；U——外加电源电压的有效值（V）。
从式中我们可看到，当电源频率和线圈匝数一定时，铁心中磁通的最大值与电源电压的有效值成正比。
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③ dFd dF f
d d
开关电器类
2. 电磁铁的基本参 数
① 吸合值 （IW）xh
U xh I xh
使衔铁吸合的最小值
② 释放值 （IW）sf
U sf
I sf
使衔铁返回到初始位置的最大值
③ 返回系数
K fh
释放值 吸合值
U sf U xh
I sf I xh
通常 Kfh<1
吸力、反力特性差异越大， Kfh越小
动能变化 (1 mv2 ) 1 mv 2 1 mv 2
2
2b2a
初速va=0
(1 mv2 ) 1 mv 2
2
2b
1 mv 2 F x F x
2b
d
1
f
1
——可得vb
Δx1距离内的平均速度
v 1 (v v ) 1 v
2 p1
a
b
2b
走完Δx1用的时间
t
x 1
1v
p1
问题：b点取在哪？
i 继续近指数上升
对应吸合位置,
④ 吸合时间txh 接通电路始→衔铁运动结束止
t t ， t ，
xh
cd
yd
二、吸合触动时间计算
1、线性情况
t
L1 W 2G1 i IW (1 e T )
i I cd , t tcd, 代入上式
tcd
T ln
IW IW Icd
Tln
Kcb Kcb 1
Ff f ( )
*触点特性
1、闭合状态： 接触电阻—收缩电阻和膜电阻 触点终压力 2、断开过程 极限燃弧电压Urh 极限燃弧电流Irh 足够的断开距离和断开速度 3、闭合过程 弹跳 触点初压力和适宜的弹簧刚度 4、触点磨损 超行程：铁芯没有完全吸合，触点已接触
二、反力特性
取衔铁为分离体分析其上受力随δ
直流电磁铁的运动特性与动作 时间课件
第四章 直流电磁铁的运动特性 和动作时间
§4-1 电磁铁的反力特性 衔铁运动时作用在衔铁上的反力Ｆf (或反力矩Ｍf ）与δ（或α）的关系
F f f ( )
一 、反力及其特性
1、 重力
Ff
2、 弹 簧
３、永磁力
S N
二、反力特性
取衔铁为分离体分析其上受力随δ 变化规律，即可得到
δ↓Fd↑ 很快
双绕组：
Wqd线粗 R小，可大电流，起动绕组 Wbc线细 R大，保持绕组
三、 减小衔铁的质量
四、减小涡流 导磁体使用叠片
五、加速线路 1、与线圈串电阻Rf
L T
RR f
但必须及时提高U，使IW不变，才能使tcd↓
五、加速线路
2、Rf ∥C与W串联 C在接通U时,
U 0 C
C L 106 (f )
Δx1段平均电流
U
I p1R
1
t1
1 I p1 2 (I xh I1)
满足，则b点取得对；否则，修正之
第三步：如此将b点再向前进，······
x 2
t
y
d
t1
t2
n
ti
i 1
分为越多越正确
图解积分法
假设
i I xh 常数,
(Fd
Ff
)dx
d(1 2
mv2 )
xi
0
(Fd
Ff
)dx
PW
得 K 1.4 cb
[
6k 2mKcb2
1
]3
PW (Kab 1)
ln Kcb Kcb 1
(tcd，)min 2.45
(
IW
)
2 xh
Gc
PW
令
dt
y
d
0
得
Kcb 2
dKcb
(t
)，
yd min
(
24
k
2
m
)
1 3
PW
二 合理配合吸力—反力特性
一般情况
dF d
dF f
d d
δ大时 Fd较小 得不到大力加速 δ小时 Fd很大, 撞击
ln
Kcb
(
6k 2mKcb2
1
)3
Kcb 1 PW (Kab 1)
其中：
t，
cd 为电的过渡过程时间
，
t， 为运动过程时间
yd
一、最优储备系数
因为
T
L R
W 2Gc R
(IWW )2 Gc IW 2R
K
2 cb
(
IW
)
2 xh
Gc
PW
令
dtcd dKcb
tcd
0
t
yd
Kcb2
(
IW
)
2 xh
Gc
可见：
T t Kcb 1,tcdcd
Kcb tcd
Kcb
IW Icd
未计入涡流影响，涡流使tcd’↑, 快动作电磁铁——用电阻率大的叠片式铁芯
tcd
Tln
Kcb Kcb 1
二、吸合触动时间计算
2、非线性情况——一般情况
U iR d
dt
dt d
U iR
tcd
cd 0
U
1 d
U iR d iR L di
dt
dt
δ不变，磁路不饱和
t
i IW (1 e T )
T L1 R
IW
U R
i按指数规律上升
一、吸合过程电流变化规律
② I 增加到Icd ，
Fd Ff
衔铁开始运动,δ变化
U iR d iR L di i dL
dt
dt dt
③ 运动结束
L2 W 2G2
vi d ( 1 mv 2 ) mvi2
02
2
vi
2Q1 m
v dx dt
t xi 1dx 0v
近似公式法
忽略导磁体和非工作气隙的磁阻，忽略漏磁和散磁，并假定反力为常数。
式中：
t
yd
[
6 k 2mKcb2
1
]3
PW (Kcb 1)
PW IW 2R
§4-3 减少吸合时间的方法
txh
tcd， tyd， T
2. 电磁铁的基本参 数
④ 额定值 ⑤ 储备系数
开关电器
UI
e
e
Kcb
额定值 吸合值
Ue U xh
Ie I xh
K 1.5 cb
§4-2 电磁铁的吸合过程及时间参 数
接通电源 衔铁吸合
需时间：
① 电的过渡过程↘ ② 机械运动过程↗
共同决定吸合 过程的规律
一、吸合过程电流变化规律
① Fd Ff
iR
i~ψ非线性,图解积分：
tcd Q
三、吸合运动时间tyd´
电过渡过程： 机械运动过程：
U iR d
dt
F F md2x
d
f
dt 2
共同决定 非线性方程组求解
能量增量法
方程改写为:
U
I
p
R
t
(F F )x (1 mv2 )
d
f
2
第一步：气隙分段 第二步：计算一段时间
x1段，Ff x1、Fd x1均可得：
RRf
3、电压脉冲加速线路
从磁链不变角度来看：
K1断开前
K2断开后
12Βιβλιοθήκη I2L L L
I1
1 I1L
2 I2 (L L)
吸合延时电路
§4-4电磁铁的释放过程
① IW I sf
b sf
F F
d
f
tsf
tcd"
t
" yd
② 衔铁运动
一、释放触动时间 断电释放，略开关火花，i瞬间↓→0
变化规律，即可得到 Ff f ( )
如接触器：
如继电器(JKM型）：
三、吸力特性-反力特性配 合
1.配合类型
① dFd dFf
d d
A点稳定 衔铁的位移取决于IW 电流—位移对应 电流变成位移信号
dFd dFf
d d
越接近，越灵敏
三、吸力特性-反力特性配 合
② dFd dF f
d d
调节器，如炭片调压器 微小的电流变化即可得到足够大 的位移变化
d d
开关电器类
2. 电磁铁的基本参 数
① 吸合值 （IW）xh
U xh I xh
使衔铁吸合的最小值
② 释放值 （IW）sf
U sf
I sf
使衔铁返回到初始位置的最大值
③ 返回系数
K fh
释放值 吸合值
U sf U xh
I sf I xh
通常 Kfh<1
吸力、反力特性差异越大， Kfh越小
动能变化 (1 mv2 ) 1 mv 2 1 mv 2
2
2b2a
初速va=0
(1 mv2 ) 1 mv 2
2
2b
1 mv 2 F x F x
2b
d
1
f
1
——可得vb
Δx1距离内的平均速度
v 1 (v v ) 1 v
2 p1
a
b
2b
走完Δx1用的时间
t
x 1
1v
p1
问题：b点取在哪？
i 继续近指数上升
对应吸合位置,
④ 吸合时间txh 接通电路始→衔铁运动结束止
t t ， t ，
xh
cd
yd
二、吸合触动时间计算
1、线性情况
t
L1 W 2G1 i IW (1 e T )
i I cd , t tcd, 代入上式
tcd
T ln
IW IW Icd
Tln
Kcb Kcb 1
Ff f ( )
*触点特性
1、闭合状态： 接触电阻—收缩电阻和膜电阻 触点终压力 2、断开过程 极限燃弧电压Urh 极限燃弧电流Irh 足够的断开距离和断开速度 3、闭合过程 弹跳 触点初压力和适宜的弹簧刚度 4、触点磨损 超行程：铁芯没有完全吸合，触点已接触
二、反力特性
取衔铁为分离体分析其上受力随δ
直流电磁铁的运动特性与动作 时间课件
第四章 直流电磁铁的运动特性 和动作时间
§4-1 电磁铁的反力特性 衔铁运动时作用在衔铁上的反力Ｆf (或反力矩Ｍf ）与δ（或α）的关系
F f f ( )
一 、反力及其特性
1、 重力
Ff
2、 弹 簧
３、永磁力
S N
二、反力特性
取衔铁为分离体分析其上受力随δ 变化规律，即可得到
δ↓Fd↑ 很快
双绕组：
Wqd线粗 R小，可大电流，起动绕组 Wbc线细 R大，保持绕组
三、 减小衔铁的质量
四、减小涡流 导磁体使用叠片
五、加速线路 1、与线圈串电阻Rf
L T
RR f
但必须及时提高U，使IW不变，才能使tcd↓
五、加速线路
2、Rf ∥C与W串联 C在接通U时,
U 0 C
C L 106 (f )
Δx1段平均电流
U
I p1R
1
t1
1 I p1 2 (I xh I1)
满足，则b点取得对；否则，修正之
第三步：如此将b点再向前进，······
x 2
t
y
d
t1
t2
n
ti
i 1
分为越多越正确
图解积分法
假设
i I xh 常数,
(Fd
Ff
)dx
d(1 2
mv2 )
xi
0
(Fd
Ff
)dx
PW
得 K 1.4 cb
[
6k 2mKcb2
1
]3
PW (Kab 1)
ln Kcb Kcb 1
(tcd，)min 2.45
(
IW
)
2 xh
Gc
PW
令
dt
y
d
0
得
Kcb 2
dKcb
(t
)，
yd min
(
24
k
2
m
)
1 3
PW
二 合理配合吸力—反力特性
一般情况
dF d
dF f
d d
δ大时 Fd较小 得不到大力加速 δ小时 Fd很大, 撞击
ln
Kcb
(
6k 2mKcb2
1
)3
Kcb 1 PW (Kab 1)
其中：
t，
cd 为电的过渡过程时间
，
t， 为运动过程时间
yd
一、最优储备系数
因为
T
L R
W 2Gc R
(IWW )2 Gc IW 2R
K
2 cb
(
IW
)
2 xh
Gc
PW
令
dtcd dKcb
tcd
0
t
yd
Kcb2
(
IW
)
2 xh
Gc
可见：
T t Kcb 1,tcdcd
Kcb tcd
Kcb
IW Icd
未计入涡流影响，涡流使tcd’↑, 快动作电磁铁——用电阻率大的叠片式铁芯
tcd
Tln
Kcb Kcb 1
二、吸合触动时间计算
2、非线性情况——一般情况
U iR d
dt
dt d
U iR
tcd
cd 0
U
1 d
U iR d iR L di
dt
dt
δ不变，磁路不饱和
t
i IW (1 e T )
T L1 R
IW
U R
i按指数规律上升
一、吸合过程电流变化规律
② I 增加到Icd ，
Fd Ff
衔铁开始运动,δ变化
U iR d iR L di i dL
dt
dt dt
③ 运动结束
L2 W 2G2
vi d ( 1 mv 2 ) mvi2
02
2
vi
2Q1 m
v dx dt
t xi 1dx 0v
近似公式法
忽略导磁体和非工作气隙的磁阻，忽略漏磁和散磁，并假定反力为常数。
式中：
t
yd
[
6 k 2mKcb2
1
]3
PW (Kcb 1)
PW IW 2R
§4-3 减少吸合时间的方法
txh
tcd， tyd， T
2. 电磁铁的基本参 数
④ 额定值 ⑤ 储备系数
开关电器
UI
e
e
Kcb
额定值 吸合值
Ue U xh
Ie I xh
K 1.5 cb
§4-2 电磁铁的吸合过程及时间参 数
接通电源 衔铁吸合
需时间：
① 电的过渡过程↘ ② 机械运动过程↗
共同决定吸合 过程的规律
一、吸合过程电流变化规律
① Fd Ff
iR
i~ψ非线性,图解积分：
tcd Q
三、吸合运动时间tyd´
电过渡过程： 机械运动过程：
U iR d
dt
F F md2x
d
f
dt 2
共同决定 非线性方程组求解
能量增量法
方程改写为:
U
I
p
R
t
(F F )x (1 mv2 )
d
f
2
第一步：气隙分段 第二步：计算一段时间
x1段，Ff x1、Fd x1均可得：
RRf
3、电压脉冲加速线路
从磁链不变角度来看：
K1断开前
K2断开后
12Βιβλιοθήκη I2L L L
I1
1 I1L
2 I2 (L L)
吸合延时电路
§4-4电磁铁的释放过程
① IW I sf
b sf
F F
d
f
tsf
tcd"
t
" yd
② 衔铁运动
一、释放触动时间 断电释放，略开关火花，i瞬间↓→0
变化规律，即可得到 Ff f ( )
如接触器：
如继电器(JKM型）：
三、吸力特性-反力特性配 合
1.配合类型
① dFd dFf
d d
A点稳定 衔铁的位移取决于IW 电流—位移对应 电流变成位移信号
dFd dFf
d d
越接近，越灵敏
三、吸力特性-反力特性配 合
② dFd dF f
d d
调节器，如炭片调压器 微小的电流变化即可得到足够大 的位移变化