第二单元电与磁(第四节).doc

《汽车电子技术基础》单元二 电与磁
教学班级：13中德诺浩七、八班，13中德诺浩汽营一班
单元/课题：单元二 电与磁
第四节 电与磁
第五节 电磁感应
第六节 电磁继电器

课时安排

3课时
教学目的与要求
1、 了解电与磁的关系，了解磁场对通电导体的作用，了解霍尔效应在汽车上的应用
2、 学习电磁感应原理，了解自感与互感在汽车上的应用。

教学重点
了解电与磁的关系，掌握电磁感应原理
教学难点
1、电与磁的关系并了解磁场对通电导体的作用
2、了解什么是自感，什么是互感。

教学方法
讲授法

教
学
内
容
一、旧课的复习：对上次课程进行系统的复习
二、第四节电磁力
通电导体周围存在着磁场，如把通电导体放入磁场中，则通过磁场之间的相互作用，通电导体在磁场中必然要受到力的作用，我们把这个作用叫做电磁力（或称安培力）。
电磁力大小与导体有效长度 L、磁场磁感应强度B及通过导体的电流强度I成正比,即F=BIL。
通电直导体在磁场中所受作用力的方向，可用左手定则判定。判定时，将左手伸开，使拇指与四指垂直，让磁感应线穿过掌心，四指朝向导体电流的方向，大拇指所指的方向就是导体受力（安培力）方向。
三、磁场对通电导体的作用
1、磁场对通电直导体的作用
在均匀磁场中，通电导体所受到的安培力 F 的大小与磁感应强度B、导体中的电流I、磁场中导体的有效长度L以及导体与磁感应线之间的夹角α的正弦成正比，即
F=BILsinα
B－磁感应强度（T）；
I－通过导体的电流（A）；
L－导体在磁场中的有效长度（m）；
α－导体与磁场方向间的夹角（rad）；
F－通电导体所受到的安培力（N）。

四、霍尔效应
霍尔效应在汽车上的应用
霍尔效应广泛的应用于汽车上，如霍尔式电子点火系统。
霍尔半导体固定在陶瓷支座上，它有4个电接头，电源由A，B端输入，霍尔电压由C，D端输出。该片的对面装有一个永久磁体，它和霍尔半导体之间留有一定的空气间隙（气隙）。传感器转子由分电器轴驱动，转子上有和气缸数目相同的叶片。当叶片转入磁极和霍尔基层之间的气隙时，磁场通过霍尔基层，其C，D端产生霍尔电压。如图2-18所示。当叶片转入磁极和霍尔基层之间的气隙时，磁感应线被隔断，不能通过霍尔基层，使霍尔电压下降为0。在分电器转动一圈的过程中，传感器输出和气缸数目相同个数的矩形电压脉冲信号。通常将脉冲信号的下降沿作为活塞到达上止点的基准信号（Ne 信号）。
五、第五节电磁感应
1、感应电动势的方向
作切割磁感应线运动的导体，其产生感应电动势的方向可由右手定则来确定：平伸右手，拇指与四指垂直，让磁感应线垂直穿过掌心，拇指指向导体运动方向，四指所指方向就是感应电动势的方向（或感应电流的方向）。
2、感应电动势的大小
感应电动势e的大小与磁感应强度B，导体的有效长度L，导体的运动速度υ以及导体运动方向与磁感应线之间夹角α的正弦值成正比 , 即
e=BLυsinα
式中 B－磁感应强度（T）；
L－导体有效长度（m）；
υ－导体运动的速度（m/s）；
e－感应电动势（V）。
六、线圈中的感应电动势
1、感应电动势的方向
当线圈中的磁通发生变化时，线圈中的感应电流产生的新磁场总是阻碍原来的磁场变化，这个规律就称为楞次定律。
根据楞次定律 , 判定感应电动势或感应电流的方向：
（1）首先判定原磁通的方向和变化趋势（增大或减小）。
（2）根据楞次定律确定感应电流产生新磁场的方向。
（3）根据感应电流产生的磁通方向，用右手螺旋定则确定感应电流的方向，感应电动势的方向与感应电流的方向一致。
2、感应电动势的大小
法拉第通过大量实验总结出：线圈中感应电动势的大小与线圈中磁通量的变化快慢（即变化率）和线圈的匝数N的乘积成正比。通常把这个规律叫法拉第电磁感应定律，其数学表达式为

式中 N－线圈的匝数；
－匝线圈的磁通变化量（Wb）；
－磁通变化所需要的时间（s）；
－N匝线圈磁通变化量（Wb）；
E－感应电动势的平均值（V）。
3、 自感
（1）、自感现象
A，B是完全相同的两个灯泡，L为铁心线圈，R为电阻。当合上开关时，B灯立即正常发光，而A灯却是逐渐变亮。这是什么原因呢？我们知道，当合上开关电流流入线圈时，该电流将产生一个左端为N极、右端为S极的磁场。由楞次定律知，这个增大的磁通会在线圈中引起感应电动势，而感应电动势又会产生一个左端为S极、右端为N极的磁通来阻碍原磁通的变化。根据安培定则可判别出感应电流的方向与原流进线圈电流的方向相反。因此流进线圈的电流不能很快上升，A灯也只能慢慢变亮。
（2）、自感系数
自感系数是用来描述线圈产生自感磁通本领的物理量,线圈中的磁通量与产生该磁通的电流i的比值叫自感，又叫电感，用符号L表示。即
L=Φ/i
Φ－当线圈外电流为i时所产生的自感磁通（Wb）；
i－流过线圈的外电流（A）；
L－线圈的电感，单位是亨（H）。
4、 互感
所谓互感现象，就是由一个线圈中的电流变化引起另一个线圈产生电磁感应的现象叫互感。由互感产生的感生电动势称互感电动势。
我们把由互感现象产生的感应电动势叫互感电动势，用符号eM表示。
七、电磁继电器
1、电磁铁
电磁铁由磁化线圈、铁心和衔铁3个主要部分组成。常见有马蹄式、拍合式及螺旋管式3种结构。
2、电磁式继电器
电磁式继电器是一种具有跳跃输出特性、传递信号的电磁器件。它 由电磁机构与触点系统两部分组成，包括铁心、衔铁、线圈、回位弹簧和触点等。

八、对之前课程进行小结