項目2電磁原件、磁電元件及設備檢測

任務一

電磁元件檢測汽車電工電子職業(yè)教育汽車類專業(yè)核心課程系列教材《汽車電工電子》知識目標：1.理解永久磁場和電磁場的概念；2.掌握描述磁場的常見物理量；3.掌握常見的硬磁及軟磁性材料；4.了解電流的磁場及其基本物理量；5.了解磁場對電流的作用；6.掌握左、右手定則；7.了解繼電器的作用、類型；理解電磁繼電器的結構、工作原理及應用。8.了解電磁閥的分類、結構及工作原理；9.理解電流磁效應的應用能力目標：1.會使用萬用表熟練檢測電磁閥和電磁繼電器的好壞；2.會使用萬用表熟練檢測高壓直流接觸器的好壞；3.會使用模擬軟件NIMultisim14.1熟練搭建一個繼電器控制的電路。素養(yǎng)目標：1.提高學生對職業(yè)意識的認知，培養(yǎng)團隊協(xié)作與交流溝通能力；2.養(yǎng)成創(chuàng)新能力與創(chuàng)新意識。任務導入任務準備任務實施任務評價任務拓展學習總結學習目標電路搭建鞏固提升汽車上有很多的執(zhí)行器都是磁動元件，你知道有哪些嗎？你了解其工作原理嗎？你知道如何檢測其好壞嗎？任務導入任務準備任務實施任務評價任務拓展學習總結學習目標鞏固提升任務導入任務準備任務實施任務評價任務拓展學習總結學習目標鞏固提升一、永久磁鐵磁場一、永久磁鐵磁場將兩塊條形磁鐵逐漸靠近，會出現(xiàn)同名相斥，異名相吸的現(xiàn)象，這說明它們存在一個看不見，摸不著，但卻客觀存在的磁場。每一個磁鐵，均存在兩個磁極，一個為S（南）極，一個為N（北）極，磁場的方向為從N極出發(fā)，經過外磁場，回到磁鐵的S極。磁場的存在可以采用灑在玻璃上的鐵屑進行驗證，在玻璃底下防止一塊條形磁鐵，振動玻璃，就會在玻璃的表面形成如圖2-3所示的磁場分布現(xiàn)象。任務導入任務準備任務實施任務評價任務拓展學習總結學習目標鞏固提升二、電流的磁場（電磁場）1820年丹麥物理學家奧斯特用實驗證實通電的導體周圍也存在磁場，即電磁場。這一重大發(fā)現(xiàn)轟動了科學界，使電磁學進入一個新的發(fā)展時期。如圖所示為一根通電的導線，其磁場分布1.電生磁通電的導體（載流體）能夠產生磁場。2.磁現(xiàn)象的本質一切磁現(xiàn)象都源于電流。永久磁鐵磁性的起源是構成磁性物質內部的分子環(huán)流，一切物質的內部都有一個個的分子環(huán)流，被磁化后的物質內部分子環(huán)流產生規(guī)則排列，對外產生磁場。3.磁場的特性（1）磁場具有能量磁場與電場類似，都具有能量，電場具有電磁能，磁場具有磁場能。（2）磁場對鐵磁性物質及相對運動的導體會產生作用磁場與磁場之間會產生作用，所以，磁場會對周圍的載流體及鐵磁性物質產生作用力，同時，在磁場中做相對運動的導體會產生感應電動勢。電動機及發(fā)電機就是依據(jù)此特性制造的。任務導入任務準備任務實施任務評價任務拓展學習總結學習目標鞏固提升4.磁場是有方向的（1）磁場方向的規(guī)定：小磁針的N極在磁場中任一點所指的方向，就為磁場在該點的磁場方向。（2）磁場的形象化描述為了描繪磁場的分布，常用磁感線來進行表示。磁感線在任一點的切線方形，即為磁場在該點的磁場方向，如圖2-5所示。5.磁場是有強弱的磁感線越密集的地方，表示磁場越強。6.電生磁原理（電磁效應）安培定則：用右手握住通電直導線，讓大拇指指向電流的方向，那么四指指向就是磁感線的環(huán)繞方向。右手螺旋法則：用右手握住通電螺線管，讓四指指向電流的方向，那么大拇指所指的那一端是通電螺線管的N極。任務導入任務準備任務實施任務評價任務拓展學習總結學習目標鞏固提升三、磁場的基本物理量磁場的基本物理量主要包括:磁感應強度、磁通、磁場強度、磁導率等。1.磁感應強度B(磁通密度)磁感應強度是表示磁場內某點磁場強弱和方向的物理量，磁感應強度是矢量，用B表示。（1）磁感應強度B的方向就是磁場各點的磁場方向。電流產生的磁場，B的方向用右手螺旋定則確定;永久磁鐵磁場，在磁鐵外部，B的方向從N極出發(fā)，經外部空間回到S極，如圖2-1、2-2所示。（2）磁感應強度的大小:磁感應強度的大小是使用放置于該磁場內部并垂直于磁感線方向的通電導線受到的電磁力的大小來衡量的。即：磁感應強度的國際單位:特[斯拉](簡稱T)1T=Wb/m2(韋伯/米2)。在工程計算中，常用高斯(Gs)作為磁感應強度的單位。1T=104Gs（3）均勻磁場:各點磁感應強度大小相等，方向相同的磁場。也稱勻強磁場。勻強磁場常用疏密均勻，方向相同的磁感線表示任務導入任務準備任務實施任務評價任務拓展學習總結學習目標鞏固提升

2.磁通φ在勻強磁場中，磁通就是磁感應強度B與垂直于該磁場方向的面積S的乘積。用φ表示。即：φ=BS。它表示垂直磁場方向的一定面積上穿過磁力線的數(shù)目。磁通的國際單位:韋[伯](簡稱Wb)，在工程上常用麥克斯韋(Mx)表示1Wb=108Mx磁感應強度也可以表示為：

,磁感應強度在數(shù)值上可以看成為與磁場方向垂直的單位面積所通過的磁通，故又稱磁通密度。3.磁導率μ磁導率μ表示物質的導磁性能，其單位是H/m(亨/米)。真空的磁導率為常數(shù)μ0，μ0=4π×10-7H/m自然界中大多數(shù)物質的磁導率近似等于真空的磁導率。鐵磁性物質或材料的磁導率很大。4.磁場強度HH=B/μ或B=Hμ。說明:磁場強度H只與電流大小、線圈匝數(shù)及該點位置有關，與這點介質的磁導率無關。它有單位是安/米(A/m)。它是為了方便計算引入的物理量。任務導入任務準備任務實施任務評價任務拓展學習總結學習目標鞏固提升四、電磁效應的應用（一）磁性材料及磁力1.磁性材料磁場對磁性材料（能對磁場作出某種方式反應的材料）具有力的作用，磁性材料包括硬磁性材料（磁化后不容易去掉磁性的物質）（永久磁性材料），和軟磁性材料（磁化后容易去掉磁性的物質）。常見的永磁材料有常用的永磁材料分為合金永磁材料（如AlNiCo）、鐵氧體永磁材料（Ferrite）、稀土永磁材料（如釹鐵硼Nd2Fe14B）和復合永磁材料等，由于稀土永磁材料的磁密度較大，常常用作永磁式電機的轉子磁場，稀土永磁電機對于工作環(huán)境要求比較苛刻，超過180℃的稀土永磁材料將出現(xiàn)不可逆的退磁和失效情況，所以，電機在工作時要對其溫度進行監(jiān)測和冷卻硬磁材料軟磁材料任務導入任務準備任務實施任務評價任務拓展學習總結學習目標鞏固提升2.磁化與磁力將線圈（勵磁線圈）繞在鐵磁性材料商上，并通入直流電（勵磁電流）就會產生很大的磁場，這個過程叫鐵磁材料的磁化。鐵磁性材料的磁導率μ很大，具有很強的被磁化特性，他們在外磁場的作用下，能產生遠大于外磁場的附加磁場，因此，可以使用較小的電流產生較強的磁場，使線圈的體積及重量減少，電機、電氣設備基于此原理，所以都采用加裝鐵芯就是這個目的。通電的線圈具有磁力，能夠吸引磁性材料，如圖所示。為了增強磁場強度，常常在線圈內插入具有降低磁阻，集聚磁力線作用的軟磁性材料。斷電后，磁場消失，失去磁力。任務導入任務準備任務實施任務評價任務拓展學習總結學習目標鞏固提升一、實施條件數(shù)字式萬用表各6塊，208接線一套，繼電器6個，噴油器或碳罐電磁閥六個，自動變速器閥板一塊，電動機和發(fā)電機各6臺或起動機、壓縮機6臺，轎車一輛。二、實施計劃1.使用萬用表檢測電磁閥。2.使用萬用表檢測電磁繼電器和接觸器。3.使用萬用表檢測發(fā)電機及電動機勵磁場或空調壓縮機的電磁離合器、起動機的電磁離合器。任務導入任務準備任務實施任務評價任務拓展學習總結學習目標鞏固提升學生學習情況評價表考核項目評分標準分值學生自評20%小組互評30%教師評價50%小計

知識目標磁場的種類及產生機理會敘述10

磁鐵磁場及電磁場的方向會判斷5

磁性材料的種類及性能會敘述及判斷10

4種磁動元器件的工作原理會敘述5

技能目標噴油器的好壞會檢測10

電磁繼電器的好壞會檢測10

碳罐電磁閥的好壞會檢測10

自動變速器油路控制電磁閥好壞會檢測10

素養(yǎng)目標安全、規(guī)范操作有無不安全行為和隱患5

對問題的質疑和創(chuàng)新性是否提出問題和創(chuàng)新性的思維和創(chuàng)新性舉動

5

學習成功體驗心理存在5

活動參與積極主動5

勞動紀律嚴格遵守5

團隊合作是否和諧5

總分100

教師簽名

：

年

月

日得分任務導入任務準備任務實施任務評價任務拓展學習總結學習目標鞏固提升1.磁的基本概念磁性：具有吸引鐵、鈷及鎳等物質的性質。

磁體：具有磁性的物質。

磁極：磁體上磁性最強的地方。磁場：磁體的周圍磁力相互作用的空間。

磁感線：表示磁場狀態(tài)的曲線。2.磁感線的特點磁感線是互不相交的閉合曲線。磁感線上任意一點的切線方向即為該點磁場的方向。在磁體的外部由N極指向S極，在磁體內部由S極指向N極。磁感線越密集的地方磁場越強，磁感線越疏的地方磁場越弱；磁感線疏密均勻且平行的地方，各點磁場的強弱也相同。任務導入任務準備任務實施任務評價任務拓展學習總結學習目標鞏固提升任務導入任務準備任務實施任務評價任務拓展學習總結學習目標鞏固提升一、填空題1.每一個磁鐵，均存在兩個磁極，一個為

極，一個為

極，磁場的方向為從

極出發(fā)，經過外磁場，回到磁鐵的

極。2.地磁

極處于地理南極附近，地磁

極處于地理北極附近3.安培定則：用

手握住通電直導線，讓大拇指指向

的方向，那么四指指向就是磁感線的環(huán)繞方向。4.右手螺旋法則：用

手握住通電螺線管，讓四指指向

的方向，那么大拇指所指的那一端是通電螺線管的

極。5.磁場的方向與通電電流的方向有關，方向用

判斷；磁場的大小與電流的大小有關，電流越大，磁場越

。6.汽車上的很多執(zhí)行器及各類電磁閥，都是利用通電線圈，通電后產生

，導致磁動作。任務導入任務準備任務實施任務評價任務拓展學習總結學習目標鞏固提升三、分析題1.判斷下圖的電流方向及磁場方向。2.畫出下圖的導線繞制方法項目2電磁原件、磁電元件及設備檢測

任務二

磁電元件檢測汽車電工電子

中國工信出版集團·電子工業(yè)出版社職業(yè)教育汽車類專業(yè)核心課程系列教材《汽車電工電子》教材編寫組知識目標：1.了解電磁感應及其應用；2.會敘述并理解右手定則及楞次定律；3.會使用右手定則及楞次定律判斷感應電流的方向；4.會計算簡單感應電動勢的大小；5.了解常見的磁感應式傳感器的工作原理.6.理解霍爾效應及應用能力目標：1.能在實車上指認曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器和輪速傳感器；2.會使用示波器檢測曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器和輪速傳感器的波形。素養(yǎng)目標：1.內化精益求精的大國工匠精神與社會責任感；2.養(yǎng)成仔細觀察的良好習慣和樹立團隊合作意識。任務導入任務準備任務實施任務評價任務拓展學習總結學習目標電路搭建鞏固提升汽車上有很多的執(zhí)行器都是磁電元件及設備，你知道有哪些嗎？你了解其工作原理嗎？你知道如何檢測其好壞嗎？任務導入任務準備任務實施任務評價任務拓展學習總結學習目標鞏固提升任務導入任務準備任務實施任務評價任務拓展學習總結學習目標鞏固提升一、電磁感應及其應用1．電磁感應現(xiàn)象做切割磁力線的直導線（運動的導線）能夠產生感應電動勢和感生電流。電磁感應是指閉合電路的一部分導體在磁場中作切割磁力線運動，導體中就會產生感生電流的現(xiàn)象。這種利用磁場產生電流的現(xiàn)象叫做電磁感應現(xiàn)象，產生的電流叫做感應電流。產生感生電流的原因是因為產生了感應電動勢。這一規(guī)律就叫法拉第電磁感應定律。任務導入任務準備任務實施任務評價任務拓展學習總結學習目標鞏固提升一、電磁感應及其應用2.運動的磁場產生感生電流、感應電動勢如圖，插入或拔出磁鐵，都會導致磁場的運動，就會導致下面的線圈切割磁力線，線圈中會產生感應電動勢及感應電流，電流通過電流表，產生安培力，推動指針偏轉。，通電的線圈產生磁場，可以代替圖中的磁鐵，如果通電線圈上下運動或通電的線圈不懂，下面的線圈上下移動，都會導致下面的線圈切割磁感線，而產生感應電動勢。任務導入任務準備任務實施任務評價任務拓展學習總結學習目標鞏固提升

二、右手定則及楞次定律1.右手定則

（1）直導線中的感應電動勢的方向判斷

作切割磁力線運動的直導體，其感應電動勢的方向是使用右手定則來判定的。右手定則：伸開右手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一平面內;讓磁感線垂直穿過手心，拇指指向導線運動方向，四指所指的方向就是感應電動勢的方向，也是感生電流的方向。如圖所示，藍色箭頭方向為直導線的運動方向，紅色箭頭方向為感應電動勢方向或感應電流方向。【練習】判斷圖導體感應電動勢及感生電流方向任務導入任務準備任務實施任務評價任務拓展學習總結學習目標鞏固提升

二、右手定則及楞次定律（2）勻強磁場中直導線中的感應電動勢的大小計算在勻強磁場中，作垂直切割磁力線運動的直導體，其感應電動勢ε的大小與磁感應強度B、導體的有效長度L、導體的運動速度v成正比。（注意：磁場方向、導體運動方向和感應電動勢方向要兩兩垂直）即：如圖所示，是一個水平放置的導體框架，寬度L=1.50m，外接電阻R=0.20Ω，設勻強磁場和框架平面垂直,磁感應強度B=0.40T,方向如圖.今有一導體棒ab跨放在框架上，并能無摩擦地沿框滑動，框架及導體ab電阻均不計，當ab以v=4.0m/s的速度向右勻速滑動時，試求:(1)導體ab上的感應電動勢的大小(2)回路上感應電流的大小任務導入任務準備任務實施任務評價任務拓展學習總結學習目標鞏固提升

二、右手定則及楞次定律2．楞次定律（1）線圈中感應電動勢的方向判斷如果線圈與磁場發(fā)生相對運動，線圈中的磁通量就會發(fā)生改變，線圈就會產生感應電動勢，其感應電動勢的方向是使用楞次定律和右手定則來判定的。楞次定律：感應電流的方向總是阻礙原有磁通量的變化。即當線圈中磁通量增加時，感應電流產生的磁通方向與原磁通方向相反；線圈中磁通量減少時，感生電流產生的磁通方向與原磁通方向相同。（2）線圈中感應電動勢的大小計算電動勢ε的大小與線圈的匝數(shù)N成正比，與磁通量的變化率成正比。即：線圈的匝數(shù)越多，磁感應強度越大，轉子轉速越快，產生的感應電動勢就越大。任務導入任務準備任務實施任務評價任務拓展學習總結學習目標鞏固提升三、交流發(fā)電機的工作原理及內部結構交流發(fā)電機產生電流的基本原理是電磁感應原理，即利用產生磁場的轉子旋轉，使穿過定子繞組的磁通量發(fā)生變化，在定子繞組內產生感應電動勢。任務導入任務準備任務實施任務評價任務拓展學習總結學習目標鞏固提升新能源汽車電機既是驅動汽車前行的動力源（電動機），也是制動時對外輸出電流的發(fā)電機。當制動時，車輛帶動電機的轉子運轉，轉子產生變化的磁場，在定子線圈中產生感應電動勢，對外輸出感生電流，給動力電池充電。如圖所示為新能源汽車最常見的永磁同步電機的內部結構。任務導入任務準備任務實施任務評價任務拓展學習總結學習目標鞏固提升四、磁電式傳感器原理及應用1.構成磁電式轉速傳感器由鐵芯、磁鋼、感應線圈等部件組成的。2.作用磁電式傳感器是變磁通式磁電感應傳感器，線圈和磁鐵都靜止不動，轉動物體引起磁阻、磁通變化，能用來測量旋轉物體的角速度，常用作曲軸位置傳感器和輪速傳感器等。如圖所示，都為磁電式傳感器。任務導入任務準備任務實施任務評價任務拓展學習總結學習目標鞏固提升

3.工作原理如圖，測量對象（曲軸或車輪）轉動時，觸發(fā)葉輪（靶輪）跟隨轉動，永久磁鐵產生的磁場由于靶輪的轉動，磁鐵與靶輪齒凸與齒凹位置的變換，導致電磁線圈周圍的磁場發(fā)生變化，轉速傳感器的線圈就會產生感應電動勢。電動勢的大小，和被測對象轉速有關，被測物體的轉速越快，產生的電動勢就越高，輸出的電壓也就越大，也就是說其輸出的信號電壓幅值、頻率與轉速成正比。任務導入任務準備任務實施任務評價任務拓展學習總結學習目標鞏固提升4.特點：（1）磁電式傳感器就是一個小型發(fā)電機，無需ECU供電；（2）結構簡單，傳感器主要組成部分就是線圈和永久磁鐵，相對霍爾傳感器，成本比較低；（3）轉動部件和傳感器之間的間隙，沒有霍爾傳感器要求高；在低速階段，磁電式車速傳感器輸出的交變電壓只有0.2v~1v（100r/min~200r/min），易受干擾;但在高速情況下（5000r/min~6000r/min）,切割磁感應線的速度加快，輸出的電壓可以達90v(注意示波器和探頭調到x10)，易對外產生干擾，所以磁電式感應傳感器的導線常設置屏蔽層，防止外部信號干擾或干擾外部信號。ECU需設計相關信號處理電路，精度較低，不適用于帶VVT的發(fā)動機。（4）磁電式傳感器輸出信號為交流信號，如圖任務導入任務準備任務實施任務評價任務拓展學習總結學習目標鞏固提升五、霍爾效應及應用1.

霍爾效應當電流垂直于外磁場通過導體時，在導體的垂直于磁場和電流方向的兩個端面之間會出現(xiàn)電勢差，這一現(xiàn)象就是霍爾效應，產生的電壓就叫霍爾電壓。如圖2.霍爾信號發(fā)生器工作原理霍爾信號發(fā)生器由霍爾芯片和永久磁鐵封裝成一個整體，固定在觸發(fā)葉輪的周邊。觸發(fā)葉輪上的缺口數(shù)和發(fā)動機氣缸數(shù)相同。當觸發(fā)輪齒上的軟磁性材料葉片進入和離開永久磁鐵與霍爾元件之間，會引起磁通量的變化，因此，觸發(fā)輪齒的作用是開關磁場，使霍爾效應象開關一樣地打開或關閉。當輪齒正對霍爾觸發(fā)器的磁場時，磁通被遮擋，這時不產生霍爾電壓，傳感器無輸出信號；當觸發(fā)葉輪上的缺口部分進入永久磁鐵和霍爾元件之間時，磁力線進入霍爾元件，霍爾電壓升高，傳感器輸出電壓信號。任務導入任務準備任務實施任務評價任務拓展學習總結學習目標鞏固提升由于觸發(fā)的霍爾電壓信號電壓較小，所以在霍爾信號發(fā)生器內部設置了信號放大電路及濾波電路，所以，如圖2-42所示輸出的是規(guī)整的方波信號。其輸出的信號電壓幅值不隨轉速變化而變化，一般在0v~5v之間變化，其頻率和轉速成正比。3.霍爾信號發(fā)生器作用霍爾信號發(fā)生器在汽車上常用作各種速度和角度傳感器，比如曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器、ABS輪速傳感器、車速傳感器、方向盤轉角傳感器等。任務導入任務準備任務實施任務評價任務拓展學習總結學習目標鞏固提升五、磁阻式位置傳感器磁阻元件類似霍爾元件，但它的工作原理是利用半導體材料的磁阻效應（某些金屬或半導體的電阻值隨外加磁場變化而變化的現(xiàn)象）。磁阻效應與霍爾效應的區(qū)別在于感應電動勢相對于電流的方向，霍爾電動勢是垂直于電流方向的橫向電壓，而磁阻效應則是沿電流方向的電阻變化。圖是一種測量位移的磁阻效應傳感器。將磁阻元件置于磁場中，當它相對于磁場發(fā)生位移時，元件內阻R1、R2就發(fā)生變化，如果將它們接在電橋上，則其輸出電壓隨電阻的變化而成比例變化。任務導入任務準備任務實施任務評價任務拓展學習總結學習目標鞏固提升一、實施條件208接線一套，磁電式傳感器、霍爾式傳感器、磁阻式傳感器個1個，KT600或示波器2臺，科魯茲轎車二輛。二、實施計劃1.在科魯茲轎車上實測磁電式輪速傳感器的波形。2.在科魯茲轎車上實測霍爾式凸輪軸位置傳感器的波形。3.在科魯茲轎車上實測磁阻式曲軸位置傳感器的波形。任務導入任務準備任務實施任務評價任務拓展學習總結學習目標鞏固提升學生學習情況評價表考核項目評分標準分值學生自評20%小組互評30%教師評價50%小計

知識目標楞次定律會敘述10

法拉第電磁感應定律會敘述10

電磁感應原理在汽車上的應用會敘述10

技能目標在科魯茲轎車上實測磁電式輪速傳感器的波形會規(guī)范檢測10

在科魯茲轎車上實測霍爾式凸輪軸位置傳感器的波形。會規(guī)范檢測15

在科魯茲轎車上實測磁阻式曲軸位置傳感器的波形會規(guī)范檢測15

素養(yǎng)目標安全、規(guī)范操作有無不安全行為和隱患5

對問題的質疑和創(chuàng)新性是否提出問題和創(chuàng)新性的思維和創(chuàng)新性舉動

5

學習成功體驗心理存在5

電磁場統(tǒng)一理論理解5

勞動紀律嚴格遵守5

團隊合作是否和諧5

總分100

教師簽名

：

年

月

日得分任務導入任務準備任務實施任務評價任務拓展學習總結學習目標鞏固提升1.

霍爾式凸輪軸位置傳感器的怠速實測波形2.

科魯茲磁阻式曲軸位置傳感器的怠速實測波形任務導入任務準備任務實施任務評價任務拓展學習總結學習目標鞏固提升任務導入任務準備任務實施任務評價任務拓展學習總結學習目標鞏固提升一、填空題1.交流發(fā)電機產生電流的基本原理是

原理，即利用產生磁場的轉子旋轉，使穿過定子繞組的磁通量發(fā)生變化，在定子繞組內產生

。2.磁電式轉速傳感器由

、

、

等部件組成的。3.磁電式傳感器是

傳感器，

和

都靜止不動，轉動物體引起

、磁通變化，能用來測量旋轉物體的角速度，常用作曲軸位置傳感器和輪速傳感器。4.測量對象轉動時，轉速傳感器的線圈會產生磁力線，齒輪轉動會切割磁力線，磁路由于磁阻變化，在

內產生電動勢。5.當電流

于外磁場通過導體時，在導體的

于磁場和電流方向的兩個端面之間會出現(xiàn)

，這一現(xiàn)象就是霍爾效應，產生的電壓就叫

任務導入任務準備任務實施任務評價任務拓展學習總結學習目標鞏固提升三、計算題1.如下圖所示,當導體ab在外力作用下,以速度30m/s垂直于勻強磁場向左勻速直線移動。已知磁感應強度為2T,導體有效長度為0.4m,導體電阻R。為1,負載電阻R1為6Ω,R2為6Q。試求:

(1)導體中的感應電動勢E的大小和方向;(2)電路中的總電阻R和電路中的總電流Ⅰ。項目2電磁原件、磁電元件及設備檢測

任務三

自感互感及變壓器汽車電工電子

中國工信出版集團·電子工業(yè)出版社職業(yè)教育汽車類專業(yè)核心課程系列教材《汽車電工電子》教材編寫組知識目標：1．了解自感現(xiàn)象；2．了解互感現(xiàn)象；3．了解變壓器的結構及工作原理。能力目標：1．會使用NIMultisim軟件檢測變壓器二次繞組電流的波形；2．在雪佛蘭科魯茲汽車上觀察電流傳感器并能夠使用鉗形萬用表測電流；3．會使用漆包線制作一個簡單的防盜檢測線圈。素養(yǎng)目標：1．培養(yǎng)愛崗敬業(yè)和誠實守信的品德；2．培養(yǎng)獨立自主的學習能力與精益求精的態(tài)度和品質。任務導入任務準備任務實施任務評價任務拓展學習總結學習目標電路搭建鞏固提升汽車上的繼電器為了保護觸點不被燒壞，通常怎么做？繼電器如何進行檢測？

任務導入任務準備任務實施任務評價任務拓展學習總結學習目標鞏固提升任務導入任務準備任務實施任務評價任務拓展學習總結學習目標鞏固提升

一、自感現(xiàn)象1．自感現(xiàn)象的定義通過線圈本身的電流發(fā)生變化而引起的電磁感應現(xiàn)象稱為自感現(xiàn)象，簡稱自感。自感產生的感應電動勢稱為自感電動勢，用eL表示，產生的電流稱為自感電流，用iL表示。2．自感電流方向的判斷自感電流總是阻礙原電流的變化（楞次定律推論），即原電流增加，自感電流和原電流方向相反；原電流減小，自感電流和原電流方向相同。3．自感的利弊可利用自感實現(xiàn)濾波，弊端是感應電動勢會造成觸點之間產生火花，為保護觸點，通常在觸點兩端并聯(lián)一個電容器，以吸收儲存在線圈中的磁場能。如圖2-68所示是汽車常用的繼電器及其內部電路，內部線圈的電流突然減小，會產生自感電動勢，方向與蓄電池的電動勢方向相同，這兩個電壓疊加產生的高電壓會燒壞開關三極管。為了保護三極管，通常在三極管兩端并聯(lián)一個電阻或續(xù)流二極管，用來吸收儲存在線圈中的磁場能，從而起到保護三極管的作用。任務導入任務準備任務實施任務評價任務拓展學習總結學習目標鞏固提升二、互感現(xiàn)象及同名端1．互感現(xiàn)象互感現(xiàn)象是指由于一個線圈的電流變化而在另一個線圈中產生感應電動勢的現(xiàn)象。如圖2-69所示為汽車點火線圈的工作原理，初級線圈在ECU的控制下進行通電充磁，斷電就會在次級線圈產生一個高壓電，在火花塞間隙擊穿混合氣，產生電火花，引燃混合氣。2．互感電動勢方向的判斷互感電動勢的方向由楞次定律判斷。3．互感線圈的同名端由于繞向一致而產生感應電動勢的極性始終保持一致的端子稱為線圈的同名端，用“.”或“*”表示?；ジ芯€圈的同名端可用楞次定律判定任務導入任務準備任務實施任務評價任務拓展學習總結學習目標鞏固提升三、變壓器1．變壓器的作用變壓器的基本作用是改變交流電壓，也可用于變交流電流、變阻抗、變相位和電氣隔離。2．單相變壓器的結構及各部分的作用1）鐵芯（1）作用：鐵芯是變壓器的磁路部分，具有束縛磁感線的作用。（2）組成：鐵芯由0.35mm厚、相互絕緣（減小渦流消耗）的冷軋硅鋼片（減小磁滯消耗）疊裝而成。2）繞組（1）作用：繞組是變壓器的電路部分，作用是改變次級繞組輸出的交流電壓。（2）組成：繞組由漆包線或絕緣的扁銅線繞制而成，其中，接電源的繞組稱為一次繞組（原繞組、原邊），接負載的繞組稱為二次繞組（副繞組、副邊）。任務導入任務準備任務實施任務評價任務拓展學習總結學習目標鞏固提升四、自耦變壓器1．結構特點自耦變壓器只有一個線圈，可以從中抽出一個或多個抽頭，構成一個或多個二次繞組，一次和二次繞組共用一個線圈，一次繞組是電源輸入端，二次繞組是電源輸出端。一次、二次繞組之間不僅有磁耦合，電路還相互接通。自耦變壓器體積小，可以節(jié)省材料降低損耗。自耦變壓器的結構及接線原理圖如圖2．工作原理自耦變壓器和普通變壓器相同，改變抽頭或觸頭位置即可在次級獲得所需電壓，既可升壓，也可降壓任務導入任務準備任務實施任務評價任務拓展學習總結學習目標鞏固提升五、互感器互感器有電壓互感器、電流互感器兩種，主要用于測量高電壓、大電流。1．電壓互感器（1）結構：一次繞組匝數(shù)多，線徑細；二次繞組匝數(shù)少，線徑粗。（2）接線：一次繞組和被測電路并聯(lián)，二次繞組接電壓表。通常，二次繞組的額定電壓為100V。（3）讀數(shù)：被測電壓為電壓表讀數(shù)乘以電壓互感器的變壓比。（4）使用注意事項：電壓互感器的鐵芯和二次繞組的一端必須接地；二次繞組可以開路但不得短路，否則會燒毀變壓器，因此可在二次側串入熔斷器。電壓互感器可以認為是一個內阻很小的電壓源。電壓互感器的接法如圖2．電流互感器（1）結構：一次繞組匝數(shù)少，只有一匝或幾匝，線徑粗；二次繞組匝數(shù)多，線徑細。（2）接線：一次繞組和被測電路串聯(lián)，二次繞組接電流表。通常，二次繞組的額定電流為5A。任務導入任務準備任務實施任務評價任務拓展學習總結學習目標鞏固提升一、實施條件實訓工位6個，安裝有NIMultisim軟件的計算機6臺，鉗形萬用表6塊，示波器6個，變壓器6臺，汽車6輛，漆包線若干，發(fā)光二極管6個，電子版雪佛蘭科魯茲汽車維修手冊。二、實施計劃1．會使用NIMultisim軟件檢測變壓器二次繞組電流的波形。2．在雪佛蘭科魯茲汽車上觀察電流傳感器及使用鉗形萬用表測電流。3．使用漆包線制作一個簡單的防盜檢測線圈，并實車檢測防盜系統(tǒng)的工作狀態(tài)。任務導入任務準備任務實施任務評價任務拓展學習總結學習目標鞏固提升學生學習情況評價表考核項目評分標準分值學生

自評

（20%）小組

互評（30%）教師

評價

（50%）小計知識目標自感現(xiàn)象會敘述10

互感現(xiàn)象能完整敘述10

變壓器的結構及工作原理會熟練計算15

技能目標使用NIMultisim軟件檢測變壓器二次繞組電流的波形會使用、檢測15

在雪佛蘭科魯茲汽車上觀察電流傳感器及使用鉗形萬用表測電流能找到，會檢測10

使用漆包線制作一個簡單的防盜檢測線圈，并實車檢測防盜系統(tǒng)的工作狀況會制作，會檢測10

素養(yǎng)目標安全、規(guī)范操作無不安全行為和隱患5

對問題的質疑和創(chuàng)新性能提出問題，并具有創(chuàng)新性思維和創(chuàng)新性舉動5

勞動精神、工匠精神、勞模精神吃苦耐勞、嚴謹規(guī)范、不計較個人得失5

活動參與積極主動5

勞動紀律嚴格遵守5

團隊合作和諧5

總分100

教師簽名：

年

月

日得分任務導入任務準備任務實施任務評價任務拓展學習總結學習目標鞏固提升1.請用一、磁感應信號發(fā)生器1．作用及安裝位置磁感應信號發(fā)生器常用作曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器、輪速傳感器、車速傳感器，用于測量曲軸、凸輪軸的位置及轉角信號，輪速及車速信號。2．結構磁感應信號發(fā)生器由裝在曲軸、凸輪軸上的信號轉子及永久磁鐵、鐵芯和繞在鐵芯上的傳感線圈等組成。凸輪軸信號轉子的凸齒數(shù)與發(fā)動機氣缸數(shù)相等。曲軸信號轉子結構如圖任務導入任務準備任務實施任務評價任務拓展學習總結學習目標鞏固提升任務導入任務準備任務實施任務評價任務拓展學習總結學習目標鞏固提升一、填空題1．自感現(xiàn)象：通過線圈本身的電流發(fā)生變化而引起的____________。2．互感現(xiàn)象：當一個線圈中的電流發(fā)生變化時，而引起鄰近的另一個線圈中產生感應電動勢和________的現(xiàn)象。3．自感：當通過線圈中的電流發(fā)生變化時，線圈中就產生自感電動勢，其大小為________。4．互感：互相靠近的兩個線圈，當其中一個線圈的電流發(fā)生變化時，則在另一個線圈中產生互感電動勢，其大小為________。任務導入任務準備任務實施任務評價任務拓展學習總結學習目標鞏固提升三、計算題兩個電感線圈的電感分別為L1=0.64H，L2=0.25H，它們之間的互感系數(shù)為M=0.2H，當線圈N1中的電流變化率為2A/s時，試求：（1）線圈N1中的自感電動勢；（2）線圈N2中的互感電動勢。二、選擇題1．變壓器鐵芯的材料一般是（

）。A．薄硅鋼片B．整塊軟磁C．整塊硬磁D．薄鋼板2．在閉合線圈中，產生的自感電流方向總是（

）。A．與線圈中原電流方向一致B．與線圈中原電流方向相反

C．阻礙線圈中原電流的變化D．與線圈中原電流的大小有關3．在汽車點火系統(tǒng)中，二次繞組的匝數(shù)越多，則產生的自感電動勢（

）。A．越低B．越高C．無影響D．不確定項目2電磁原件、磁電元件及設備檢測

任務四

直流電機檢測汽車電工電子

中國工信出版集團·電子工業(yè)出版社職業(yè)教育汽車類專業(yè)核心課程系列教材《汽車電工電子》教材編寫組知識目標：1．理解直流電機的工作原理；2．掌握直流電機的結構；3．掌握直流電機的分類、特性及應用；4．了解直流電機的常見故障。能力目標：1．能拆裝直流電機并認識其內部定子、轉子結構；2．會使用萬用表熟練檢測直流電機勵磁線圈、電樞。素養(yǎng)目標：1．鍛煉自我的人際交往技巧與語言溝通技巧；2．培養(yǎng)正確的世界觀、人生觀、價值觀與創(chuàng)新精神。任務導入任務準備任務實施任務評價任務拓展學習總結學習目標電路搭建鞏固提升現(xiàn)有一臺直流電機，在運轉的過程中，時快時慢，轉動不平穩(wěn)，請你利用學到的知識及技能，檢修此臺直流電機，確保其平穩(wěn)運轉。

任務導入任務準備任務實施任務評價任務拓展學習總結學習目標鞏固提升任務導入任務準備任務實施任務評價任務拓展學習總結學習目標鞏固提升一、直流電機的概念及應用直流電機是指能將直流電能轉換成機械能或將機械能轉換成直流電能的旋轉電機。它能夠實現(xiàn)直流電能和機械能的相互轉換。當它作為電動機運行時是直流電動機，將電能轉換為機械能；作為發(fā)電機運行時是直流發(fā)電機，將機械能轉換為電能。直流電機在汽車上廣泛應用，尤其是直流電動機廣泛應用于汽車的各個系統(tǒng)中。任務導入任務準備任務實施任務評價任務拓展學習總結學習目標鞏固提升

二、直流電機的工作原理（一）直流發(fā)電機的工作原理如圖是最簡單的兩極直流發(fā)電機模型，它的固定部分（定子）上，裝設了一對永久磁鐵構成的主磁極N和S，旋轉部分（轉子）就是電樞。定子與轉子之間存在一定的導磁氣隙。在電樞鐵芯上繞置了由ab和cd兩根導體連成的電樞線圈，線圈的首端和末端分別連到兩個圓弧形的銅片上，此銅片稱為換向片。換向片之間由絕緣的云母片隔開，所有換向片構成的整體稱為換向器。換向器固定在轉軸上，換向片與轉軸之間亦互相絕緣。在換向片上放置著一對由彈簧壓緊且固定不動的電刷A和B，當電樞旋轉時，電樞線圈通過換向片和電刷與外電路接通，直流發(fā)電機的組成如圖所示。任務導入任務準備任務實施任務評價任務拓展學習總結學習目標鞏固提升

二、直流電機的工作原理直流電動機的結構與直流發(fā)電機的結構基本相同，在使用時，需要把電刷與直流供電線連接，任務導入任務準備任務實施任務評價任務拓展學習總結學習目標鞏固提升三、直流電機的結構1．直流電機結構直流電機主要包括定子（固定部分）和電樞（旋轉部分）兩部分。直流電機定子包括機座、主磁極、換向極、端蓋、軸承和電刷裝置等。電樞（轉子）包括電樞鐵芯、電樞繞組、換向器、風扇和轉軸等。任務導入任務準備任務實施任務評價任務拓展學習總結學習目標鞏固提升2．直流電機的部件功能1）主磁極主磁極裝在機座內壁上，小功率電機可以安裝永久磁鐵（見圖2-91）作為主磁極；大功率電機的主磁極由1mm～1.5mm厚的薄鋼片疊合成的鐵芯及繞在其上的勵磁繞組構成（見圖2-92）。主磁極的作用是通入直流電源，產生主磁通。主磁極產生的氣隙磁場，使電樞表面的氣隙磁通密度按一定波形沿空間分布。勵磁繞組用圓形或矩形純銅絕緣漆包線制成。各磁極的勵磁繞組串聯(lián)連接成一路，以保證各磁極勵磁繞組的電流相等。任務導入任務準備任務實施任務評價任務拓展學習總結學習目標鞏固提升2）換向極換向極的結構與主磁極類似，安裝在兩相鄰磁極之間，如圖2-92所示，其數(shù)目一般與磁極數(shù)相等。其主要作用是改善換向性能，阻礙電樞線圈換向時產生的感應電動勢，防止電刷與換向器在換向時產生電火花，換向極繞組要與電樞繞組串聯(lián)，小功率直流電機可不裝換向極。任務導入任務準備任務實施任務評價任務拓展學習總結學習目標鞏固提升3）機座直流電機的機座用來固定主磁極、換向極、端蓋等，并借助底腳將電機固定在基礎上。同時，直流電機的機座是磁極間的磁通路徑（稱為磁軛），所以用導磁性好、機械強度較高的鑄鋼或厚鋼板制成。4）電刷裝置電刷裝置由電刷、刷握、刷座及彈簧等組成，如圖2-93所示。電刷一般由石墨制成，放在刷握內，用彈簧將電刷壓緊與換向器表面緊密接觸，保證電樞轉動時電刷與換向器表面有良好的接觸。電刷裝置與換向器配合將轉動的電樞繞組和靜止的外電路連通。任務導入任務準備任務實施任務評價任務拓展學習總結學習目標鞏固提升5）電樞鐵芯電樞鐵芯是主磁路的一部分，用來通過磁通并嵌放電樞繞組。由于轉子在定子主磁極產生的恒定磁場內旋轉，因此電樞鐵芯內的磁通是交變的，為減少渦流和磁滯損耗，通常用兩面涂絕緣漆的0.5mm硅鋼片疊壓而成。硅鋼片上有均勻分布的嵌放電樞繞組的槽和軸向通風孔，如圖2-94所示。

6）電樞繞組電樞繞組是產生感應電動勢和電磁轉矩，實現(xiàn)電能與機械能轉換的關鍵樞紐部件。容量較小的直流電機的電樞繞組用圓形絕緣導線繞制而成，而大多數(shù)直流電機的電樞繞組均用矩形絕緣導線繞制成定形線圈，然后嵌入電樞鐵芯的槽中，線圈與鐵芯之間以及上、下層線圈之間都必須妥善絕緣。為了防止電樞旋轉時離心力的作用，繞組在槽內部分用絕緣槽楔固定，而伸到槽外的端接部分則用非磁性絕緣扎帶扎緊在線圈支架上。任務導入任務準備任務實施任務評價任務拓展學習總結學習目標鞏固提升

7）換向器換向器是直流電機特有的關鍵部件，將電樞繞組內部的交流電動勢轉換成電刷間的直流電動勢。換向器的質量好壞將直接影響直流電機的運行可靠性。換向器由許多稱為換向片的、彼此互相絕緣的銅片組合而成，有多種結構形式，換向器由V型套筒、換向片、云母片（換向片間的絕緣）和壓緊圈等組成緊密整體。小型換向器用熱固性環(huán)氧樹脂熱壓成整體。電樞繞組端部嵌放在換向片端部槽內，并焊接在一起。8）氣隙定子、轉子之間的氣隙是主磁路一部分，其大小直接影響運行性能。由于氣隙