汽车电工与电子技术基础第3版
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
➢在bc段，B随H增加得极少，这时铁磁物质处于饱和
状态。
3、磁滞性
磁滞性：磁性材料中磁感应强度B 的变化总是滞后
于外磁场变化的性质。
磁滞回线：磁性材料在交变磁场中反复磁化，其B-H
关系曲线是一条闭合曲线。
B
剩磁感应强度Br (剩磁)
Br•
矫顽磁力Hc
• O •Hc H
磁性物质不同，其磁滞回线 和磁化曲线也不同。
磁路：主磁通所经过的闭合路径。
Φ ：主磁通 Φs ：漏磁通
磁路分段原则：截面积S与材料相同的磁路分为一段
一个闭合磁路通常是由几段截面积S不同或者材料不同 (磁导率μ不同，比如空气隙与铁磁材料)的磁路构成，因此 要分析磁路，就必须首先对磁路进行分段处理。
例3-1 试对磁路进行分段。
解：根据材料、截面积不同磁路 分为三段： 1）第一段：截面积为S1、铁磁 材料； 2）第二段：截面积为S2 （S1 ≠S2）、材料与第一段同； 3）第三段：截面积为S2，材料 为非铁磁材料——空气隙。
电 路
+
E UR
_
E
I
U
磁路与电路对照表 (二)
磁路
IΦ
N
欧姆定律 磁阻
Um Rm
Rm
l
S
基尔霍夫定律
NI
HL 0
电路
+I _US R
欧姆定律 电阻
I U R l
R
rS
基尔霍夫定律
IR US
I 0
3.2 线圈电路分析
一、铁磁性材料特点
1、高导磁性
磁性材料的磁导率通常都很高，
即 r 1 (如坡莫合金，其 r 可达
•
磁滞回线
2.铁磁性材料分类
(a)软磁材料
磁通 的单位:韦[伯](Wb) 1Wb =1V·s
3、磁导率μ
磁导率μ来表示物质的导磁性能。μ的单位是H/m(亨/米）。
真空的磁导率为常数，用 0表示，有：
0 4π 107 H/m
相对磁导率 r： 任一种物质的磁导率 和真空的磁导率0的比值。
r
0
注意
不同的介质，磁导率µ也不同。磁导率值大的材料，导磁性能好。
2、磁饱和性
•磁导率不是常数。 •铁磁材料未饱和时磁导率µ大。 •越趋于饱和，磁导率µ越小。
B＝f（H）磁化曲线
➢Oa段：B 与H几乎成正比地增加
➢在ab段，B增加就变缓慢，铁心开始进入饱和状态，
这段称为磁化曲线的膝部。
➢电机等铁心的磁感应强度B多数选择在这个部位。
➢b点称饱和点，一般为0.8-1.8T。
2.铁磁性材料特性及其应用, 含铁心线圈交流 电路的分析。
3.电磁铁的工作特性以及在汽车中的应用。
4.变压器的基本结构及其基本工作原理。
5.汽车点火线圈的结构。
3.1 磁路及其基本定律
一、 电磁学的基本物理量
ຫໍສະໝຸດ Baidu
1、磁感应强度B
表示磁场内某点磁场强弱和方向的物理量。
方向: 与电流的方向之间符合右手螺旋定则。
大小:
B F lI
单位: 特斯拉(T)，1T = 1Wb/m2
均匀磁场: 各点磁感应强度大小相等，方向相同的 磁场，也称匀强磁场。
2、 磁通
磁通 ：穿过垂直于B方向的面积S中的磁力线总数。 在均匀磁场中 = B S 或 B= /S
说明: 如果不是均匀磁场，则取B的平均值。
磁感应强度B在数值上可以看成为与磁场方向垂直 的单位面积所通过的磁通,故又称磁通密度。
NI：称为磁动势。一般
用 F 表示。
F=NI
线圈 匝数N
I
磁路 长度L
HL：称为磁位差。
在非均匀磁路（磁路的材料或截面积不同，或磁场 强度不等）中，总磁动势等于各段磁位差之和。
NI HL
总磁动势
I
例：
NI HI H0l0
N
l0
l
4. 磁路的欧姆定律
对于均匀磁路
NI HL B L L S
4、磁场强度
磁场强度H ：介质中某点的磁感应强度 B 与介质
磁导率 之比。 H B
磁场强度H的单位 ：安培/米（A/m)
磁场强度的大小取决于电流的大小、载流导体的形状及几 何位置，而与磁介质无关。
H和B同为矢量。H的方向就是该点B的方向。在后面学到 的磁路问题中，常常用到磁场强度这个物理量。
二、 磁路及其基本定律
2. 磁路的基尔霍夫第一定律
对于有分支磁路，其分支汇集处称为磁路
的节点，磁路的任意节点所连接的各分支磁路的 代数和等于零。
I1
1
3
I2
N1
N2
0
2
1 2 3 0
即：
3. 磁路的基尔霍夫第二定律
在无分支的均匀磁路（磁路的材料和截面积相同， 各处的磁场强度相等）中，安培环路定律可写成：
NI HL
I
N
S L
令： Rm
L
S
Rm 称为磁阻
l 为磁路的平均长度； S 为磁路的截面积； 为磁导率。
则：
磁通势
F
NI
S
L
Rm
磁路中的 欧姆定律
注：由于磁性材料 是非线性的，磁路欧姆定律多用作定性
分析，不做定量计算。
磁路和电路对照表 （一）
Φ
磁I
路
N
磁动势 磁通 磁压降
F IN Φ HL
I
电动势 电流 电压降
材料分类： 非铁磁性材料
磁导率与真空磁导率近似相等，即 r ≈ 1 。如
空气、木材、纸、铝等。
铁磁性材料 磁导率远远大于真空磁导率，即 r >> 1 ，
可达到几百到上万。材料如铁、钴、镍及其 合金等。 所以电器设备如变压器、电机都将绕组套装 在铁磁性材料制成的铁心上。
注意
铁磁性物质的磁导率µ是个变量，它随磁场的强弱而变化。
1. 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。
N
If + –
S
S
N
直流电机的磁路
交流接触器的磁路
i
u1
s
铁心
线圈通入电流后， 产生磁通，分主磁
u2 通和漏磁通。
线圈
变压器的磁路
第三章 电磁学基础
3.1 磁路及其基本定律 3.2 线圈电路分析 3.3 电磁铁 3.4 变压器 3.5 汽车点火线圈
汽车电工与电子技术基础 第3版
书名：汽车电工与电子技 术基础 第3版
书号：978-7-111-545217
作者：冯渊 出版社：机械工业出版社
第三章 电磁学基础
本章要点：
1.四个基本物理量，磁路欧姆定律和磁路的基 尔霍夫定律。
2105 ) 。
磁性材料能被强烈的磁化，具有
很高的导磁性能。
B＝f（H）磁化曲线
许多电气设备的线圈都绕制在铁磁性材料上，以便用
较小的励磁电流（与H 有关）产生较大的磁场。比如变压
器的一、二次绕组就绕制在由铁磁性材料构成的铁心上。 在这种具有铁心的线圈中通入不太大的励磁电流，便可以 产生较大的磁通和磁感应强度。
状态。
3、磁滞性
磁滞性：磁性材料中磁感应强度B 的变化总是滞后
于外磁场变化的性质。
磁滞回线：磁性材料在交变磁场中反复磁化，其B-H
关系曲线是一条闭合曲线。
B
剩磁感应强度Br (剩磁)
Br•
矫顽磁力Hc
• O •Hc H
磁性物质不同，其磁滞回线 和磁化曲线也不同。
磁路：主磁通所经过的闭合路径。
Φ ：主磁通 Φs ：漏磁通
磁路分段原则：截面积S与材料相同的磁路分为一段
一个闭合磁路通常是由几段截面积S不同或者材料不同 (磁导率μ不同，比如空气隙与铁磁材料)的磁路构成，因此 要分析磁路，就必须首先对磁路进行分段处理。
例3-1 试对磁路进行分段。
解：根据材料、截面积不同磁路 分为三段： 1）第一段：截面积为S1、铁磁 材料； 2）第二段：截面积为S2 （S1 ≠S2）、材料与第一段同； 3）第三段：截面积为S2，材料 为非铁磁材料——空气隙。
电 路
+
E UR
_
E
I
U
磁路与电路对照表 (二)
磁路
IΦ
N
欧姆定律 磁阻
Um Rm
Rm
l
S
基尔霍夫定律
NI
HL 0
电路
+I _US R
欧姆定律 电阻
I U R l
R
rS
基尔霍夫定律
IR US
I 0
3.2 线圈电路分析
一、铁磁性材料特点
1、高导磁性
磁性材料的磁导率通常都很高，
即 r 1 (如坡莫合金，其 r 可达
•
磁滞回线
2.铁磁性材料分类
(a)软磁材料
磁通 的单位:韦[伯](Wb) 1Wb =1V·s
3、磁导率μ
磁导率μ来表示物质的导磁性能。μ的单位是H/m(亨/米）。
真空的磁导率为常数，用 0表示，有：
0 4π 107 H/m
相对磁导率 r： 任一种物质的磁导率 和真空的磁导率0的比值。
r
0
注意
不同的介质，磁导率µ也不同。磁导率值大的材料，导磁性能好。
2、磁饱和性
•磁导率不是常数。 •铁磁材料未饱和时磁导率µ大。 •越趋于饱和，磁导率µ越小。
B＝f（H）磁化曲线
➢Oa段：B 与H几乎成正比地增加
➢在ab段，B增加就变缓慢，铁心开始进入饱和状态，
这段称为磁化曲线的膝部。
➢电机等铁心的磁感应强度B多数选择在这个部位。
➢b点称饱和点，一般为0.8-1.8T。
2.铁磁性材料特性及其应用, 含铁心线圈交流 电路的分析。
3.电磁铁的工作特性以及在汽车中的应用。
4.变压器的基本结构及其基本工作原理。
5.汽车点火线圈的结构。
3.1 磁路及其基本定律
一、 电磁学的基本物理量
ຫໍສະໝຸດ Baidu
1、磁感应强度B
表示磁场内某点磁场强弱和方向的物理量。
方向: 与电流的方向之间符合右手螺旋定则。
大小:
B F lI
单位: 特斯拉(T)，1T = 1Wb/m2
均匀磁场: 各点磁感应强度大小相等，方向相同的 磁场，也称匀强磁场。
2、 磁通
磁通 ：穿过垂直于B方向的面积S中的磁力线总数。 在均匀磁场中 = B S 或 B= /S
说明: 如果不是均匀磁场，则取B的平均值。
磁感应强度B在数值上可以看成为与磁场方向垂直 的单位面积所通过的磁通,故又称磁通密度。
NI：称为磁动势。一般
用 F 表示。
F=NI
线圈 匝数N
I
磁路 长度L
HL：称为磁位差。
在非均匀磁路（磁路的材料或截面积不同，或磁场 强度不等）中，总磁动势等于各段磁位差之和。
NI HL
总磁动势
I
例：
NI HI H0l0
N
l0
l
4. 磁路的欧姆定律
对于均匀磁路
NI HL B L L S
4、磁场强度
磁场强度H ：介质中某点的磁感应强度 B 与介质
磁导率 之比。 H B
磁场强度H的单位 ：安培/米（A/m)
磁场强度的大小取决于电流的大小、载流导体的形状及几 何位置，而与磁介质无关。
H和B同为矢量。H的方向就是该点B的方向。在后面学到 的磁路问题中，常常用到磁场强度这个物理量。
二、 磁路及其基本定律
2. 磁路的基尔霍夫第一定律
对于有分支磁路，其分支汇集处称为磁路
的节点，磁路的任意节点所连接的各分支磁路的 代数和等于零。
I1
1
3
I2
N1
N2
0
2
1 2 3 0
即：
3. 磁路的基尔霍夫第二定律
在无分支的均匀磁路（磁路的材料和截面积相同， 各处的磁场强度相等）中，安培环路定律可写成：
NI HL
I
N
S L
令： Rm
L
S
Rm 称为磁阻
l 为磁路的平均长度； S 为磁路的截面积； 为磁导率。
则：
磁通势
F
NI
S
L
Rm
磁路中的 欧姆定律
注：由于磁性材料 是非线性的，磁路欧姆定律多用作定性
分析，不做定量计算。
磁路和电路对照表 （一）
Φ
磁I
路
N
磁动势 磁通 磁压降
F IN Φ HL
I
电动势 电流 电压降
材料分类： 非铁磁性材料
磁导率与真空磁导率近似相等，即 r ≈ 1 。如
空气、木材、纸、铝等。
铁磁性材料 磁导率远远大于真空磁导率，即 r >> 1 ，
可达到几百到上万。材料如铁、钴、镍及其 合金等。 所以电器设备如变压器、电机都将绕组套装 在铁磁性材料制成的铁心上。
注意
铁磁性物质的磁导率µ是个变量，它随磁场的强弱而变化。
1. 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。
N
If + –
S
S
N
直流电机的磁路
交流接触器的磁路
i
u1
s
铁心
线圈通入电流后， 产生磁通，分主磁
u2 通和漏磁通。
线圈
变压器的磁路
第三章 电磁学基础
3.1 磁路及其基本定律 3.2 线圈电路分析 3.3 电磁铁 3.4 变压器 3.5 汽车点火线圈
汽车电工与电子技术基础 第3版
书名：汽车电工与电子技 术基础 第3版
书号：978-7-111-545217
作者：冯渊 出版社：机械工业出版社
第三章 电磁学基础
本章要点：
1.四个基本物理量，磁路欧姆定律和磁路的基 尔霍夫定律。
2105 ) 。
磁性材料能被强烈的磁化，具有
很高的导磁性能。
B＝f（H）磁化曲线
许多电气设备的线圈都绕制在铁磁性材料上，以便用
较小的励磁电流（与H 有关）产生较大的磁场。比如变压
器的一、二次绕组就绕制在由铁磁性材料构成的铁心上。 在这种具有铁心的线圈中通入不太大的励磁电流，便可以 产生较大的磁通和磁感应强度。