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1、汽车电工与电子基础磁路与变压汽车电工与电子基础磁路与变压器器本讲稿第一页，共五十二页一、电磁感应一、电磁感应二、铁磁物质与磁路二、铁磁物质与磁路四、四、变压器变压器单元小结单元小结三、霍尔效应三、霍尔效应返回返回本讲稿第二页，共五十二页学习目标学习目标完成本单元学习后，你应能：完成本单元学习后，你应能：1.1.深刻理解电磁感应的实质、重点掌握楞次定律的基本内容、理解自感深刻理解电磁感应的实质、重点掌握楞次定律的基本内容、理解自感和互感的异同；和互感的异同；2.2.建立磁路的概念并了解磁物质的分类；建立磁路的概念并了解磁物质的分类；3.3.了解霍尔效应原理及其应用；了解霍尔效应原理及其应用；4.
2、4.结合实物了解变压器的基本结构、理解其工作原理及变压比、结合实物了解变压器的基本结构、理解其工作原理及变压比、变流比的概念；了解点火线圈的作用、结构和原理。变流比的概念；了解点火线圈的作用、结构和原理。建议学时：建议学时：24学时学时目录页目录页前一页前一页本讲稿第三页，共五十二页一、电磁感应一、电磁感应1.法拉第电磁感应实验法拉第电磁感应实验2.楞次定律楞次定律3.自感现象和互感现象自感现象和互感现象目录页目录页前一页前一页本讲稿第四页，共五十二页1.法拉第电磁感应实验法拉第电磁感应实验【实验【实验1】：如图所示，】：如图所示，当当AB沿切割磁力线方向运沿切割磁力线方向运动时，电流表中指针
3、会向一边偏转，证明有感生动时，电流表中指针会向一边偏转，证明有感生电动势产生，并产生感生电流。电动势产生，并产生感生电流。目录页目录页前一页前一页本讲稿第五页，共五十二页【实验【实验2】：如图所示，当磁棒插进线圈的过程】：如图所示，当磁棒插进线圈的过程中，电流计的指针发生了偏转；磁棒从线圈内中，电流计的指针发生了偏转；磁棒从线圈内抽出，电流计的指针发生反向偏转。抽出，电流计的指针发生反向偏转。目录页目录页前一页前一页本讲稿第六页，共五十二页n实验证明，直导体中的感应电动势的大小与磁实验证明，直导体中的感应电动势的大小与磁感应强度（感应强度（B）、导体长度（）、导体长度（L）以及导体运动）以及导
4、体运动速度（速度（v）有关，用公式表达为）有关，用公式表达为n线圈中感应电动势的大小与系安全中磁通量的线圈中感应电动势的大小与系安全中磁通量的变化快慢和线圈匝数有关，即变化快慢和线圈匝数有关，即目录页目录页前一页前一页本讲稿第七页，共五十二页2.楞次定律楞次定律n楞次定律可表述为：闭合回路中感应电流的楞次定律可表述为：闭合回路中感应电流的方向，总是使得它所激发的磁场来阻碍引起方向，总是使得它所激发的磁场来阻碍引起感应电流的磁通量的变化。感应电流的磁通量的变化。n楞次定律可简练地表述为：感应电流产生的楞次定律可简练地表述为：感应电流产生的磁通总是试图阻碍原磁通的变化。磁通总是试图阻碍原磁通的变化
5、。目录页目录页前一页前一页本讲稿第八页，共五十二页楞次定律实验图楞次定律实验图目录页目录页前一页前一页本讲稿第九页，共五十二页用楞次定律判断感应电流（电动势）的方法：用楞次定律判断感应电流（电动势）的方法：（1）先确定原磁场方向；）先确定原磁场方向；（2）确定磁通量的变化趋势（增大或减小）；）确定磁通量的变化趋势（增大或减小）；（3）应用楞次定律确定感应电流产生的磁场方向）应用楞次定律确定感应电流产生的磁场方向（增反减同）；（增反减同）；（4）用安培定则判定感应电流的方向（右手螺旋定）用安培定则判定感应电流的方向（右手螺旋定则）。则）。目录页目录页前一页前一页本讲稿第十页，共五十二页3.自感现
6、象和互感现象自感现象和互感现象1）自感现象）自感现象2）自感电动势）自感电动势3）互感现象）互感现象4）互感电动势）互感电动势目录页目录页前一页前一页本讲稿第十一页，共五十二页1）自感现象）自感现象 定义：由于导体本身的电流发生变化而产生的定义：由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象，叫做自感现象。电磁感应现象，叫做自感现象。两种典型实例：两种典型实例：（1）通电自感）通电自感（2）断电自感）断电自感目录页目录页前一页前一页本讲稿第十二页，共五十二页2 2）自感）自感电动势电动势 定定义义：自感：自感现现象中象中产产生的生的电动势电动势。作用：阻碍作用：阻碍电电流的流的变变化化当当电电
7、流增大流增大时时，自感，自感电动势电动势阻碍阻碍电电流增大；当流增大；当电电流减小流减小时时，自感，自感电电动势动势阻碍阻碍电电流减小。流减小。目录页目录页前一页前一页本讲稿第十三页，共五十二页3）互感现象）互感现象 定义：由一个线圈中的电流发生变化而使其他定义：由一个线圈中的电流发生变化而使其他线圈产生感应电动势的现象叫互感现象。线圈产生感应电动势的现象叫互感现象。互感现象示意图互感现象示意图目录页目录页前一页前一页本讲稿第十四页，共五十二页4）互感电动势）互感电动势 互感电动势的大小与互感磁通量的变化率以互感电动势的大小与互感磁通量的变化率以及线圈的匝数成正比。及线圈的匝数成正比。点火线圈
8、工作原理图点火线圈工作原理图目录页目录页前一页前一页本讲稿第十五页，共五十二页互感电动势的方向判断方法（参照互感现象互感电动势的方向判断方法（参照互感现象示意图）：示意图）：（1）根据线圈中电流的方向，确定线圈中互感）根据线圈中电流的方向，确定线圈中互感磁通的方向；磁通的方向；（2）根据线圈）根据线圈1中中电流变化的趋势，确定通过线电流变化的趋势，确定通过线圈圈2中互感磁通的变化趋势；中互感磁通的变化趋势；（3）根据楞次定律判定线圈）根据楞次定律判定线圈2中中感应磁通的方向；感应磁通的方向；（4）根据右手螺旋定则判定互感电流的方向。）根据右手螺旋定则判定互感电流的方向。目录页目录页前一页前一页
9、本讲稿第十六页，共五十二页想一想想一想常用的气体打火机是如何实现点火的？常用的气体打火机是如何实现点火的？目录页目录页前一页前一页本讲稿第十七页，共五十二页二、铁磁物质与磁路二、铁磁物质与磁路1.铁磁物质定义与分类铁磁物质定义与分类2.磁路磁路目录页目录页前一页前一页本讲稿第十八页，共五十二页1.铁磁物质定义与分类铁磁物质定义与分类1）铁磁物质）铁磁物质2）磁场）磁场3）铁磁物质的分类）铁磁物质的分类目录页目录页前一页前一页本讲稿第十九页，共五十二页1）铁磁物质）铁磁物质 铁、镍、钴等金属或它们的合金称为铁铁、镍、钴等金属或它们的合金称为铁磁物质或铁磁材料。能吸引铁磁物质的性质磁物质或铁磁材料
10、。能吸引铁磁物质的性质叫做磁性，具有磁性的物体叫磁铁。叫做磁性，具有磁性的物体叫磁铁。目录页目录页前一页前一页本讲稿第二十页，共五十二页2）磁场）磁场 在磁铁周围存在着磁力作用的空间，当另在磁铁周围存在着磁力作用的空间，当另一磁铁或通电导体置入该空间时，就会受到磁一磁铁或通电导体置入该空间时，就会受到磁力的作用，人们把这种磁力空间叫做磁场。力的作用，人们把这种磁力空间叫做磁场。目录页目录页前一页前一页本讲稿第二十一页，共五十二页3）铁磁物质的分类）铁磁物质的分类（1）软磁材料。）软磁材料。（2）硬磁材料。）硬磁材料。（3）矩磁材料。）矩磁材料。目录页目录页前一页前一页本讲稿第二十二页，共五十二
11、页磁滞回线磁滞回线目录页目录页前一页前一页本讲稿第二十三页，共五十二页目录页目录页前一页前一页2.磁路磁路n磁通集中通过磁通集中通过的闭合路径称的闭合路径称为磁路。为磁路。本讲稿第二十四页，共五十二页三、霍尔效应三、霍尔效应1.霍尔效应、霍尔元件及霍尔传感器霍尔效应、霍尔元件及霍尔传感器2.霍尔传感器的应用霍尔传感器的应用目录页目录页前一页前一页本讲稿第二十五页，共五十二页1.霍尔效应、霍尔元件及霍尔传感器霍尔效应、霍尔元件及霍尔传感器1）霍尔效应）霍尔效应2）霍尔元件）霍尔元件3）霍尔传感器）霍尔传感器目录页目录页前一页前一页本讲稿第二十六页，共五十二页1）霍尔效应）霍尔效应霍尔电压产生原理
12、图霍尔电压产生原理图目录页目录页前一页前一页本讲稿第二十七页，共五十二页2）霍尔元件）霍尔元件 根据霍尔效应，人们用半导体材料制成根据霍尔效应，人们用半导体材料制成的元件叫霍尔元件。的元件叫霍尔元件。霍尔元件具有对磁场敏感、结构简单、霍尔元件具有对磁场敏感、结构简单、体积小、频率响应宽、输出电压变化大和使体积小、频率响应宽、输出电压变化大和使用寿命长等优点。用寿命长等优点。目录页目录页前一页前一页本讲稿第二十八页，共五十二页3）霍尔传感器）霍尔传感器霍尔集成电路原理图霍尔集成电路原理图目录页目录页前一页前一页本讲稿第二十九页，共五十二页2.霍尔传感器的应用霍尔传感器的应用1）测转速或转数）测转
13、速或转数2）各种实用电路）各种实用电路目录页目录页前一页前一页本讲稿第三十页，共五十二页1）测转速或转数）测转速或转数霍尔测速器原理图霍尔测速器原理图目录页目录页前一页前一页本讲稿第三十一页，共五十二页2）各种实用电路）各种实用电路n电路电路1 防盗报警器防盗报警器目录页目录页前一页前一页本讲稿第三十二页，共五十二页n电路电路2 公共汽车门状态显示器公共汽车门状态显示器公共汽车车门霍尔传感器公共汽车车门霍尔传感器目录页目录页前一页前一页本讲稿第三十三页，共五十二页四、变压器四、变压器1.变压器的基本结构和工作原理变压器的基本结构和工作原理2.汽车点火系统的点火线圈与电路汽车点火系统的点火线圈与
14、电路目录页目录页前一页前一页本讲稿第三十四页，共五十二页1.变压器的基本结构和工作原理变压器的基本结构和工作原理1）变压器的结构）变压器的结构2）变压器的原理）变压器的原理目录页目录页前一页前一页本讲稿第三十五页，共五十二页1）变压器的结构）变压器的结构变压器主要由铁芯和绕组两大部分构成。变压器主要由铁芯和绕组两大部分构成。变压器结构图变压器结构图 a）芯式变压器；）芯式变压器；b）壳式变压器）壳式变压器目录页目录页前一页前一页本讲稿第三十六页，共五十二页2）变压器的原理）变压器的原理（1）变压器的电压变换作用。）变压器的电压变换作用。（2）变压器的电流变换作用。）变压器的电流变换作用。目录页
15、目录页前一页前一页本讲稿第三十七页，共五十二页（1）变压器的电压变换作用。）变压器的电压变换作用。变压器原边绕组施加额定电压，副边绕组变压器原边绕组施加额定电压，副边绕组开路（不接负载）的情况，称为空载运行。开路（不接负载）的情况，称为空载运行。变压器工作示意图变压器工作示意图目录页目录页前一页前一页本讲稿第三十八页，共五十二页想一想想一想 汽车点火线圈初级绕组的匝数约为汽车点火线圈初级绕组的匝数约为220匝，次级匝，次级绕组约为绕组约为11000匝。若初级绕组的电压匝。若初级绕组的电压U1=12V，则点则点火线圈的变比及次级绕组的电压各是多少？火线圈的变比及次级绕组的电压各是多少？目录页目录
16、页前一页前一页本讲稿第三十九页，共五十二页（2）变压器的电流变换作用。）变压器的电流变换作用。变压器原绕组加上额定电压，副绕组接上变压器原绕组加上额定电压，副绕组接上负载负载ZL的工作情况，称为负载运行。的工作情况，称为负载运行。变压器原、副绕组的电流与其绕组的匝数变压器原、副绕组的电流与其绕组的匝数成反比。成反比。目录页目录页前一页前一页本讲稿第四十页，共五十二页想一想想一想 汽车点火线圈初级绕组的匝数约为汽车点火线圈初级绕组的匝数约为220匝，次级匝，次级绕组约为绕组约为11000匝。若初级绕组的低压电流匝。若初级绕组的低压电流I1=4A，次级绕组的电流次级绕组的电流是多少？是多少？目录页
17、目录页前一页前一页本讲稿第四十一页，共五十二页2.汽车点火系统的点火线圈与电路汽车点火系统的点火线圈与电路1）汽车点火线圈）汽车点火线圈2）点火系统的基本组成与电路）点火系统的基本组成与电路目录页目录页前一页前一页本讲稿第四十二页，共五十二页1）汽车点火线圈）汽车点火线圈点火线圈原理点火线圈原理目录页目录页前一页前一页本讲稿第四十三页，共五十二页n根据磁路和结构的不同，汽车点火线圈可分根据磁路和结构的不同，汽车点火线圈可分为开磁路和闭磁路点火线圈。为开磁路和闭磁路点火线圈。n开磁路点火线圈多用于传统点火系统及普通开磁路点火线圈多用于传统点火系统及普通电子点火系统；闭磁路点火线圈具有漏磁少、电子
18、点火系统；闭磁路点火线圈具有漏磁少、转换效率高、结构简单、体积小、质量轻等转换效率高、结构简单、体积小、质量轻等优点，多应用于高能电子点火系统及电控点优点，多应用于高能电子点火系统及电控点火系统。火系统。目录页目录页前一页前一页本讲稿第四十四页，共五十二页开磁路点火线圈的结构开磁路点火线圈的结构 a）二低压接柱式；）二低压接柱式；b）三低压接柱式）三低压接柱式目录页目录页前一页前一页本讲稿第四十五页，共五十二页闭磁路点火线圈的结构闭磁路点火线圈的结构目录页目录页前一页前一页本讲稿第四十六页，共五十二页2）点火系统的基本组成与电路）点火系统的基本组成与电路（1）点火系统的基本组成。）点火系统的基
19、本组成。（2）点火系统的工作原理。）点火系统的工作原理。目录页目录页前一页前一页本讲稿第四十七页，共五十二页（1）点火系统的基本组成。）点火系统的基本组成。传统点火系统由电源、点火开关传统点火系统由电源、点火开关SW、点火线圈、分电器和火花塞等组成。点火线圈、分电器和火花塞等组成。目录页目录页前一页前一页本讲稿第四十八页，共五十二页传统点火系统组成及原理示意图传统点火系统组成及原理示意图目录页目录页前一页前一页本讲稿第四十九页，共五十二页（2）点火系统的工作原理。）点火系统的工作原理。蓄电池点火系统的工作过程可分为蓄电池点火系统的工作过程可分为3个阶个阶段，即：断电器触点闭合，初级电流增大；触段，即：断电器触点闭合，初级电流增大；触点打开，初级电流迅速减小，次级绕组产生高点打开，初级电流迅速减小，次级绕组产生高压电；火花塞间隙被击穿，产生电火花，以点压电；火花塞间隙被击穿，产生电火花，以点燃汽缸中的可燃混合气。燃汽缸中的可燃混合气。目录页目录页前一页前一页本讲稿第五十页，共五十二页单元小结单元小结1.电磁感应电磁感应2.铁磁物质铁磁物质3.霍尔效应霍尔效应4.变压器变压器目录页目录页前一页前一页本讲稿第五十一页，共五十二页本讲稿第五十二页，共五十二页