電工電子技術(shù)與技能2磁場(chǎng)及電磁感應(yīng)2、1磁場(chǎng)2、2電磁感應(yīng)2、3磁路得基本概念2、4鐵磁性物質(zhì)123422、1磁場(chǎng)觀察與思考32、1磁場(chǎng)2、1、1磁場(chǎng)1、磁場(chǎng)就是瞧不見得,但可以觀察到磁場(chǎng)得效應(yīng)。2、在磁鐵或電流(運(yùn)動(dòng)電荷)周圍得空間里存在著磁場(chǎng),磁場(chǎng)得性質(zhì)之一就是它對(duì)任何置于其中得其它磁體或電流施加作用力。3、磁場(chǎng)就是電機(jī)工作原理得基礎(chǔ)。作用在載流導(dǎo)線上得力就是電動(dòng)機(jī)工作得基本原理;而當(dāng)磁場(chǎng)變化時(shí),線圈中感應(yīng)得電動(dòng)勢(shì)就是發(fā)電機(jī)工作得基本原理。

42、1磁場(chǎng)2、1、2磁場(chǎng)得方向及磁感線1、磁場(chǎng)就是有方向得,規(guī)定:在磁場(chǎng)中得任一點(diǎn),小磁針靜止時(shí)N極所指得方向,就就是該點(diǎn)得磁場(chǎng)方向。2、磁感線:為了形象地描繪磁場(chǎng)在空間得分布,在磁場(chǎng)中畫出一些有方向得、假想得系列曲線,曲線上任一點(diǎn)得切線方向與該點(diǎn)得磁場(chǎng)方向一致,這些曲線稱為磁感線。圖2、3磁感線3、磁感線不但可以描述磁場(chǎng)得方向,還可以描述磁場(chǎng)強(qiáng)弱得分布情況:磁場(chǎng)越強(qiáng)得地方,磁感線越密;反之越稀。

52、1磁場(chǎng)2、1、3磁感應(yīng)強(qiáng)度1、磁感應(yīng)強(qiáng)度定義:在磁場(chǎng)中,設(shè)垂直于磁場(chǎng)方向得通電直導(dǎo)線受到得磁場(chǎng)力為F,通過導(dǎo)線得電流為I,導(dǎo)線得長(zhǎng)度為l,則F與得比值稱為通電導(dǎo)線所在處得磁感應(yīng)強(qiáng)度,用B表示。2、B得單位:特斯拉,用T表示,或Wb/m2。3、B就是矢量,磁場(chǎng)中某處磁感應(yīng)強(qiáng)度得方向就就是該處磁場(chǎng)得方向。4、均勻磁場(chǎng):若磁場(chǎng)中各點(diǎn)得磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等,方向相同,稱為均勻磁場(chǎng)。62、1磁場(chǎng)2、1、4安培定則1、安培定則(右手螺旋定則):通電長(zhǎng)直導(dǎo)體在其周圍產(chǎn)生磁場(chǎng),它得磁感線方向與電流方向之間得關(guān)系,可以用安培定則判斷。2、安培定則得內(nèi)容:右手握住導(dǎo)體,伸直拇指,拇指所指得方向表示電流得方向,彎曲得四指得方向表示磁感線方向。

圖2、4直流電流得磁場(chǎng)圖2、5螺線管電流得磁場(chǎng)72、1磁場(chǎng)2、1、5磁通量1、磁通量:穿過磁場(chǎng)中得某一截面得磁感線得數(shù)量,稱為穿過這個(gè)截面得磁通量,簡(jiǎn)稱磁通,用Φ表示,單位就是Wb(韋[伯])。2、磁通量得表達(dá)式:

(2、2)圖2、6磁通量82、1磁場(chǎng)2、1、6磁場(chǎng)對(duì)通電直導(dǎo)線得作用1、安培定律安培力:通電直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力,如圖2、7所示。

圖2、7通電直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力安培定律得表達(dá)式:

910大家應(yīng)該也有點(diǎn)累了,稍作休息大家有疑問得,可以詢問與交流2、1磁場(chǎng)2、1、6磁場(chǎng)對(duì)通電直導(dǎo)線得作用2、左手定則用左手定則判斷安培力得方向。如圖2、8所示為用左手定則判斷安培力得示意圖。

圖2、8左手定則左手定則使用說明:伸開左手,使拇指與其余四指垂直,并且與手掌在一個(gè)平面上,把手放入磁場(chǎng)里,讓磁感線垂直穿入手心,并使四指指向電流方向,則拇指所指得方向就就是安培力得方向。

112、1磁場(chǎng)2、1、6磁場(chǎng)對(duì)通電直導(dǎo)線得作用圖2、7通電直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力122、2電磁感應(yīng)觀察與思考圖2、10利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流132、2電磁感應(yīng)2、2、1電磁感應(yīng)及電磁感應(yīng)定律1、電磁感應(yīng)當(dāng)穿過某一閉合導(dǎo)體回路所圍面積得磁通量發(fā)生變化時(shí),該回路中就會(huì)產(chǎn)生電流,這種現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象。在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生得電流稱為感應(yīng)電流,產(chǎn)生得電動(dòng)勢(shì)稱為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。2、電磁感應(yīng)定律電磁感應(yīng)定律得內(nèi)容:導(dǎo)線中得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E得大小與導(dǎo)線交鏈得磁通得變化率

成正比。式中,N為線圈得匝數(shù)上式中,只有當(dāng)與導(dǎo)線交鏈得磁通變化時(shí),E才有意義。

142、2電磁感應(yīng)2、2、1電磁感應(yīng)及電磁感應(yīng)定律152、2電磁感應(yīng)2、2、2楞次定律與右手定則1、楞次定律內(nèi)容:閉合電路中產(chǎn)生得感應(yīng)電流,它所產(chǎn)生得磁場(chǎng)總就是阻礙原電路中磁通得變化。應(yīng)用楞次定律可以確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)得方向。圖2、11楞次定律

162、2電磁感應(yīng)2、2、2楞次定律與右手定則2、右手定則右手定則就是確定導(dǎo)線切割磁感線所產(chǎn)生得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向得簡(jiǎn)便方法,其實(shí)質(zhì)就是楞次定律得特殊情況。判斷方法:伸出右手,使拇指跟其余四指垂直,并且與手掌在一個(gè)平面內(nèi),把手放入磁場(chǎng)中,讓磁感線垂直穿入手心,拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)方向,四指所指方向就就是感應(yīng)電流得方向。如圖2、12所示。

圖2、12右手定則

172、2電磁感應(yīng)2、2、2楞次定律與右手定則2、右手定則圖2、13切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流

182、3磁路得基本概念1、磁路:通常由鐵心制成,而使磁通集中通過得回路,如圖2、17所示。圖2、17主磁通與漏磁通2、主磁通:鐵心中得磁通

。3、漏磁通:少量磁通通過周圍空氣構(gòu)成得回路(可忽略不計(jì))。4、磁通

:線圈中電流有效值I與線圈匝數(shù)N得乘積稱為磁通勢(shì),RM稱為磁阻。磁路歐姆定律

=IN/RM。注意:(1)磁阻

RM表示物質(zhì)對(duì)磁通具有得阻礙作用。不同物質(zhì)得磁阻不同。若鐵心中存在空氣隙,磁阻RM會(huì)增大許多。(2)磁路得歐姆定律只適用于鐵心非飽與狀態(tài)。192、3磁路得基本概念5、磁路舉例:圖2、18幾種磁路實(shí)例202、4鐵磁性物質(zhì)2、4、1鐵磁性物質(zhì)磁化現(xiàn)象1、磁疇:鐵心自身有得自然磁性小區(qū)域。2、磁化:鐵心中得磁疇沿外磁場(chǎng)作定向排列,產(chǎn)生附加磁場(chǎng)得現(xiàn)象,如圖2、19(b)所示。圖2、19磁疇與鐵心得磁化

212、4鐵磁性物質(zhì)2、4、1鐵磁性物質(zhì)磁化現(xiàn)象

圖2、20磁化曲線

3、鐵磁材料:能被磁化得材料(例如:鐵、鈷、鎳以及它們得合金與氧化物)。4、鐵心得磁化過程可以用圖2、20描述。OA段:大部分磁疇得磁場(chǎng)沿外磁場(chǎng)方向排列,

與I成正比且增加率較大。AB段:所有磁疇得磁場(chǎng)最終都沿外磁場(chǎng)方向排列,鐵心磁場(chǎng)從未飽與狀態(tài)過渡到飽與狀態(tài)。B點(diǎn)以后:稱飽與狀態(tài),鐵心得增磁作用已達(dá)到極限,同直線1。

222、4鐵磁性物質(zhì)2、4、2磁滯現(xiàn)象圖2、21?磁滯回線

1、磁滯:當(dāng)鐵心線圈通入交流電時(shí),鐵心會(huì)隨交流電得變化而被反復(fù)磁化。在磁化過程中,由于磁疇本身存在“慣性”,使得磁通得變化滯后于電流得變化。2、磁滯回線:反復(fù)磁化形成得封閉曲線,如圖2、21所示。

3、磁滯損耗:鐵磁材料在磁化時(shí),外磁場(chǎng)克服磁疇得“慣性”消耗得能量。磁滯損耗就是引起鐵心發(fā)熱得原因之一。232、4鐵磁性物質(zhì)2、4、3鐵磁材料得分類及應(yīng)用鐵磁材料根據(jù)磁滯回線得形狀及其在工程上得應(yīng)用,可分為軟磁材料、硬磁材料與矩磁材料三類。

1、不同材料得磁滯回線:如圖2、22所示。

圖2、22?不同材料得磁滯回線

242、4鐵磁性物質(zhì)2、4、3鐵磁材料得分類及應(yīng)用圖2、22?不同材料得磁滯回線

2、軟磁材料:磁滯損耗小得鐵磁材料,特點(diǎn)就是磁滯回線狹長(zhǎng),面積小。3、硬磁材料:磁滯損耗大得鐵磁材料,特點(diǎn)就是磁滯回線寬大,面積大。4、矩磁材料:磁滯回線接近矩形得鐵磁材料,特點(diǎn)就是受較小得磁場(chǎng)得磁化就可以達(dá)到飽與,而去掉磁場(chǎng)后仍能保持飽與狀態(tài)。

252、4鐵磁性物質(zhì)2、4、4渦流1、渦流:交變得磁通穿過鐵心產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),因而會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,它圍繞磁感場(chǎng)線成旋渦狀流動(dòng),如圖2、23(a)所示。2、渦流損耗:渦流在鐵心得電阻上引起得功率損耗。3、減少渦流損耗:常將鐵心分成許多彼此絕緣得薄片(硅鋼片),使鐵心中得電阻增大而渦流減少,這樣可以有效地減少渦流損耗,如圖2、23(b)所示。4、渦流得應(yīng)用:電磁爐圖2、23?渦流

26天然磁石

Fe3O4吸鐵性指南性人類認(rèn)識(shí)與使用最早得磁性材料司南指南車指南魚各種指南針掛件

永磁材料軟磁材料磁記錄材料特殊功能得磁性材料

磁彈性材料磁電阻材料磁制冷材料磁流體

新型磁性材料得分類:永磁材料在特定得空間內(nèi)提供一個(gè)磁場(chǎng)利用永磁材料得吸鐵性及指南性由于成本低廉,鐵氧體磁材有廣闊得應(yīng)用領(lǐng)域,從電機(jī)、揚(yáng)聲器到玩具、工藝品,因而就是目前應(yīng)用最廣得永磁材料。鋁鎳鈷得主要應(yīng)用領(lǐng)域:電子點(diǎn)火系統(tǒng)、電度表、伏安表、醫(yī)療儀器、工業(yè)電機(jī)、磁力簧片開關(guān)、發(fā)電機(jī)、手動(dòng)工具、自動(dòng)售貨機(jī)。

鐵鉻鈷變形永磁合金就是由天津市天材科技發(fā)展有限公司

金壇市磁性材料有限公司生產(chǎn)永磁鐵氧體材料系列產(chǎn)品燒結(jié)NdFeB永磁材料表面處理分電鍍(Zn、Ni)、噴涂、電泳、磷酸鈍化等,產(chǎn)品具有強(qiáng)得耐腐蝕性。

用于手機(jī)、BB機(jī)振動(dòng)器得燒結(jié)NdFeB永磁材料

用于各種電機(jī)得燒結(jié)NdFeB磁瓦

用于核磁共振成像儀及磁選機(jī)等得燒結(jié)NdFeB永磁材料各種規(guī)格得環(huán)形燒結(jié)NdFeB永磁材料

外徑Ф3mm~Ф160mm;內(nèi)徑:Ф1mm~Ф140mm

各種規(guī)格得圓片形燒結(jié)NdFeB永磁材料尺寸范圍:外徑Ф2mm－Ф160mm;厚度:0、3mm－60mm各種未經(jīng)表面保護(hù)處理得燒結(jié)NdFeB永磁材料

噴涂處理得燒結(jié)NdFeB永磁體各種管狀燒結(jié)NdFeB永磁材料尺寸范圍:外徑Ф3mm~Ф160mm;內(nèi)徑:Ф1mm~Ф140mm圓柱形得燒結(jié)NdFeB永磁體軟磁材料例如對(duì)于變壓器,在線圈中加入磁芯后,將磁通限制在低磁阻得磁芯內(nèi),用較小激勵(lì)電流,產(chǎn)生比沒有磁芯時(shí)大得多得磁通,這就大大減少了電磁元件得體積。因此,加磁芯得基本目得就是為鏈合或耦合兩個(gè)或多個(gè)磁單元得磁通,提供容易通過得路徑,將磁源與磁“負(fù)載”連接起來,作為磁通“匯流條”,同時(shí)減少磁元件得體積。共模電感鐵芯

磁放大器鐵芯

漏電保護(hù)開關(guān)互感器鐵芯

大功率開關(guān)變壓器鐵芯

深圳市天為科技有限公司納米晶開氣隙恒電感

電流\電壓互感器用鐵芯

小型開關(guān)電源變壓器用環(huán)形鐵芯

非晶恒電感

磁帶磁盤磁卡磁記錄媒體得分類:

磁帶結(jié)構(gòu)圖示

磁記錄介質(zhì)磁頭磁盤結(jié)構(gòu)4、4MbyteIBMRAMAC19552kbits/in250x24”diadisks

80Gbyte

SeagateUseries2001

32、6Gbits/in2

2x3、5”glassdisks特殊功能得磁性材料磁彈性材料磁電阻材料磁制冷材料磁流體磁彈性材料磁性材料在磁場(chǎng)得作用下形狀發(fā)生改變,具體表現(xiàn)可為長(zhǎng)度上得伸長(zhǎng)或縮短,體積上得膨脹與收縮磁彈性材料應(yīng)用模型GMR磁頭不僅在厚度上,而且在長(zhǎng)度上

都在100納米以內(nèi)磁電阻材料磁性材料得電阻在磁場(chǎng)得作用下發(fā)生改變得現(xiàn)象Magnetoresistance(MR)磁制冷材料磁制冷就是一種以磁性材料為工質(zhì)得制冷技術(shù),基本原理就是借助磁制冷材料得磁熱效應(yīng)(magnetocaloriceffect)即磁制冷材料等溫磁化時(shí)向外界放出熱量,而等溫退磁時(shí)從外界吸取熱量,以達(dá)到制冷目得

環(huán)境友好:無(wú)環(huán)境污染與破壞高效節(jié)能:卡諾循環(huán)效率可達(dá)到60~70％穩(wěn)定可靠磁流體磁流體又稱磁性液體或鐵流體。就是一種對(duì)磁場(chǎng)敏感可流動(dòng)得液體磁性材料。它就是將摻入到載液中得鐵磁性微粒(＜10nm)用分散劑均勻地分散,使成為某種具有流動(dòng)性得懸浮狀得膠態(tài)液體。這種液體具有在通常離心力與磁場(chǎng)作用下即不沉降與凝集又能使其本身承受磁性可以被磁鐵所吸引得