项目三:汽车常用电磁器件及应用课件.ppt
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- 项目 汽车 常用 电磁 器件 应用 课件
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1、项目二项目二 汽车晶体管模拟电路的检测与应用汽车晶体管模拟电路的检测与应用项目三项目三 汽车常用电磁器件及应用汽车常用电磁器件及应用项目四项目四 汽车电机原理分析及检测汽车电机原理分析及检测项目五项目五 汽车数字电路的分析与应用汽车数字电路的分析与应用项目六项目六 汽车电子控制技术基础认知汽车电子控制技术基础认知项目一项目一 汽车电路基础汽车电路基础项目三项目三 汽车常用电磁器件及应用汽车常用电磁器件及应用制动液液面警告开关的工作情况分析制动液液面警告开关的工作情况分析任务1汽车霍尔式点火信号发生器工作情况任务2汽车喇叭继电器的应用任务3汽车点火线圈工作情况的分析汽车点火线圈工作情况的分析任务
2、4知识目标技能目标掌握电磁基本理论、掌握电磁基本理论、磁场基本物理量磁场基本物理量了解磁路基本概念、了解磁路基本概念、常用设备磁路常用设备磁路掌握电磁铁、掌握电磁铁、继电器的结构和工作原理继电器的结构和工作原理掌握变压器的结构和工作原理掌握变压器的结构和工作原理 运用电磁基本理论分析制动液液面警告开关的工作情况运用电磁基本理论分析制动液液面警告开关的工作情况 运用电磁感应原理分析霍尔式点火信号发生器运用电磁感应原理分析霍尔式点火信号发生器 运用继电器原理分析汽车喇叭继电器的工作过程运用继电器原理分析汽车喇叭继电器的工作过程 运用变压器原理分析汽车点火线圈的工作过程运用变压器原理分析汽车点火线圈
3、的工作过程任务任务1制动液液面警告开关的工作情况分析制动液液面警告开关的工作情况分析 如如图图3-1a3-1a所示为制动液液面警告开关结构所示为制动液液面警告开关结构,此开关此开关在制动液液面过低时在制动液液面过低时,发出警告信号。在制动液储液罐发出警告信号。在制动液储液罐内的长玻璃管内放入两块薄片状的强磁性金属片作为触内的长玻璃管内放入两块薄片状的强磁性金属片作为触点开关点开关,玻璃管内封入惰性气体玻璃管内封入惰性气体,以防止触点表面腐蚀。以防止触点表面腐蚀。浮筒随着油泵储液罐的液面浮动浮筒随着油泵储液罐的液面浮动,B,B 位置为储液量不足位置为储液量不足的警告线。的警告线。图图3-1b3-
4、1b为制动液液面警告开关工作原理图。为制动液液面警告开关工作原理图。磁性磁性是物质能吸引铁、钴、镍等金属的特性。具是物质能吸引铁、钴、镍等金属的特性。具有磁性的物体称为有磁性的物体称为磁体磁体。一一、磁场磁场1 1磁体磁体 自然界中表现磁场现象比较强的物体,称为自然界中表现磁场现象比较强的物体,称为磁铁磁铁。磁铁的两端磁性最强,叫做磁铁的两端磁性最强,叫做磁极磁极。汽车上使用两种类型的人造磁铁,汽车上使用两种类型的人造磁铁,永久磁铁和暂时永久磁铁和暂时 磁铁磁铁。1)磁铁具有极性。3)磁化现象及剩磁。磁力。2磁铁的主要性能1)磁场是存在于磁铁周围的一种特殊物质。磁场的方向:小磁针在磁场中某点静
5、止时N极所指的方向为该点的磁场方向。磁力线磁感线 3磁场图3-2 磁铁磁场的磁感线分布a)条形磁铁磁感线 b)马蹄形磁铁磁感线1.通电直导体产生的磁场,如图通电直导体产生的磁场,如图3-3a所示。所示。2.通电螺线管的磁场,如图通电螺线管的磁场,如图3-3 b所示。所示。二、二、电流产生的磁场电流产生的磁场 图图3-3 电流周围磁场的磁感线电流周围磁场的磁感线a)直线电流磁场磁感线直线电流磁场磁感线 b)通电螺线管磁场磁感线通电螺线管磁场磁感线三、磁场基本物理量三、磁场基本物理量 1.1.磁感应强度磁感应强度B B 磁感应强度磁感应强度B B是用来表示磁场内某点的磁场强弱和方向是用来表示磁场内
6、某点的磁场强弱和方向的物理量,它是一个矢量。的物理量,它是一个矢量。2.2.磁通磁通 磁感应强度磁感应强度B B与垂直于磁场方向某截面面积与垂直于磁场方向某截面面积S S的乘积,称的乘积,称为通过该面积的磁通为通过该面积的磁通 。如果不是匀强磁场。如果不是匀强磁场B B取其平均值。取其平均值。IlFB SB 3.3.磁通链磁通链 磁通链就是磁通量乘以线圈的匝数。磁通链就是磁通量乘以线圈的匝数。4.4.磁场强度磁场强度H H 磁场强度磁场强度H H是线圈安匝数的一个表征量,用来表征磁是线圈安匝数的一个表征量,用来表征磁场强弱和产生磁场的电流之间的关系。场强弱和产生磁场的电流之间的关系。NBH 5
7、.磁导率 磁导率磁导率 用来衡量物质导磁性能的不同。用来衡量物质导磁性能的不同。相对磁导率相对磁导率 来表示物质的导磁性能,即物质的来表示物质的导磁性能,即物质的磁导率与真空的磁导率的比值磁导率与真空的磁导率的比值0rm/H70104真空的磁导率是一个常数真空的磁导率是一个常数 (1 1)高导磁性)高导磁性铁磁性材料的磁导率很高,具有较高的导磁性。铁磁性材料的磁导率很高,具有较高的导磁性。四四 铁磁性材料的性质和用途铁磁性材料的性质和用途 图图3-4 铁磁性材料有、无外磁场作用的磁性铁磁性材料有、无外磁场作用的磁性a)a)无外磁场作用无外磁场作用 b)b)有外磁场作用有外磁场作用(2 2)磁饱
8、和性)磁饱和性 当铁心线圈中励磁电流当铁心线圈中励磁电流I I的变化,会使铁心中磁场强的变化,会使铁心中磁场强度度H H发生变化,铁心内磁感应强度发生变化,铁心内磁感应强度B B也随之变化,但也随之变化,但磁性物磁性物质由于磁化所产生的磁化磁场不会随着外磁场的增强而无质由于磁化所产生的磁化磁场不会随着外磁场的增强而无限地增强。限地增强。图3-5 磁化曲线 OHB,B图3-6 B和与H的关系(3 3)磁滞性)磁滞性 磁性材料中磁感应强度磁性材料中磁感应强度B B的变化总是滞后于外磁场的变化总是滞后于外磁场H H 变化的性质,称为磁滞性。变化的性质,称为磁滞性。图3-7 磁滞回线 按磁性物质的磁性
9、能,铁磁性材料分为三种类型:(1)硬磁材料 (2)软磁材料 2.铁磁材料的分类和用途(3)矩磁材料 1.几种常见的电气设备的磁路 五、磁路及磁路欧姆定律a)电磁铁的磁路 b)变压器的磁路 c)直流电机的磁路图3-8 几种常见电气设备的磁路2.磁路的欧姆定律 如图3-9所示为一闭合磁路,假设磁路中各点的横截面S均相等,得出:FSLLBHLIN1u2u2u1i2iN1N2e1e2图3-9 闭合磁路 INF mRFSLFmR式中,称为磁通势,它是磁路中产生磁通的根源。称为磁通势,它是磁路中产生磁通的根源。上式可继续写成上式可继续写成 为铁磁材料的磁阻。磁路的欧姆定律 磁阻用来表示材料抵抗磁感线通行的
10、能力。与直流电路的欧姆定律相对比发现,磁阻与电阻相对应,磁通势与电动势相对应,磁通与电流相对应。因此,式 称为磁路的欧姆定律。mRFSLF1.工作原理分析工作原理分析 如图如图3-10所示,为一制动液面警告电路。在长玻璃管所示,为一制动液面警告电路。在长玻璃管内,放入两块薄片状的强磁性金属片作为触点开关,玻璃内,放入两块薄片状的强磁性金属片作为触点开关,玻璃管内封入惰性气体,以防止触点表面腐蚀。浮筒随着油泵管内封入惰性气体,以防止触点表面腐蚀。浮筒随着油泵储油室的液面浮动。储油室的液面浮动。【任务实施】制动液面开关的工作情况分析图图3-10 3-10 制动液面警告电路制动液面警告电路 分析制动
11、液面警告电路工作原理。(1)当储液量在正常高度时,舌簧开关断开,警告灯不亮。(2)当储液量低至下限报警高度时,舌簧开关接通,警告灯点亮。2.2.工作过程工作过程 根据图示分析油面开关的工作原理及过程,填写下表。根据图示分析油面开关的工作原理及过程,填写下表。序号序号工作原理及过程分析工作原理及过程分析注释注释1 1浮筒在浮筒在A A位置时位置时2 2浮筒在浮筒在B B位置时位置时表3-1 油面开关的工作原理及过程分析3.3.工作评价工作评价序号序号工作目标工作目标自评自评互评互评师评师评1能够用电磁基本理论分析其工作过程2能够清晰描述装置的工作过程3能够用清晰、简洁的语言表达自己的观点任务2
12、汽车霍尔式点火信号发生器工作情况 图图3-11a3-11a所示为霍尔效应组件所示为霍尔效应组件,汽车电子点火系统中利汽车电子点火系统中利用霍尔效应元件制作成汽车霍尔式用霍尔效应元件制作成汽车霍尔式 点火信号发生器点火信号发生器,它可它可为晶体管点火系统提供触发信号为晶体管点火系统提供触发信号,如图如图3-11b3-11b所示。所示。本任本任务要求理解霍务要求理解霍 尔元件的工作原理尔元件的工作原理,并能运用电磁感应原理并能运用电磁感应原理分析汽车霍尔式点火信号发生器的工作过程。分析汽车霍尔式点火信号发生器的工作过程。2.2.线圈中磁场变化时的电磁感应线圈中磁场变化时的电磁感应1.1.磁场中运动
13、导体的电磁感应磁场中运动导体的电磁感应一、电磁感应现象一、电磁感应现象 负号负号表示感应电流产生的磁通总是力图表示感应电流产生的磁通总是力图阻止原磁通的改阻止原磁通的改变变,感应电动势的方向总是和磁通变化的趋势相反。,感应电动势的方向总是和磁通变化的趋势相反。sinBlve dtdNedtdNe 图图3-12 3-12 电磁感应现象电磁感应现象a)a)导体作切割磁感线运动导体作切割磁感线运动 b)b)磁铁插进磁铁插进(或拔出或拔出)线圈线圈 图图3-13 3-13 感应电动势方向感应电动势方向(1 1)定义)定义:由于:由于线圈本身电流的变化线圈本身电流的变化而产生的而产生的电磁感应叫做自感应
14、,简称自感。由自感现象电磁感应叫做自感应,简称自感。由自感现象产生的电动势叫做自感电动势,用产生的电动势叫做自感电动势,用e eL L表示。表示。二、自感和互感现象二、自感和互感现象1自感自感()Ldd LidieNLdtdtdt (1 1)定义)定义:两个靠得很近的线圈,当线圈:两个靠得很近的线圈,当线圈N N1 1有电流有电流i i1 1通通过时,它在线圈过时,它在线圈1 1中产生磁通中产生磁通1 11 1,对应的磁通链为,对应的磁通链为1111=N=N1 11111,由于两线圈靠得很近,由于两线圈靠得很近1111中有一部分同时与中有一部分同时与N N2 2相交链产生磁通相交链产生磁通12
15、12,称为互感磁通,对应的磁通链为,称为互感磁通,对应的磁通链为1212=N=N2 21212。2.2.互感互感图图3-14 3-14 线圈互感线圈互感 a)a)有铁心线圈有铁心线圈 b)b)空心线圈空心线圈 互感系数互感系数:212121iiM 在两个有磁耦合的线圈中,互感磁链与产生此磁链在两个有磁耦合的线圈中,互感磁链与产生此磁链的电流的比值,叫做这两个线圈的的电流的比值,叫做这两个线圈的互感系数互感系数。常见的常见的电力变压器电力变压器以及汽车上以及汽车上点火线圈点火线圈均是利用均是利用互感原理互感原理工作。工作。三、三、涡流现象涡流现象 电磁感应作用在导体内部得到感生电流,感生电流在电
16、磁感应作用在导体内部得到感生电流,感生电流在导体中的分布随着导体的表面形状和磁的分布而不同,其导体中的分布随着导体的表面形状和磁的分布而不同,其路径往往有如水中的漩涡,因此称为路径往往有如水中的漩涡,因此称为涡流涡流。涡流有耗能的一面,但也可利用涡流进行加热或作功涡流有耗能的一面,但也可利用涡流进行加热或作功的一面。例如,利用涡流的热效应来冶炼金属,利用涡流的一面。例如,利用涡流的热效应来冶炼金属,利用涡流及在磁场中产生的电磁力来制造感应式仪表等。及在磁场中产生的电磁力来制造感应式仪表等。【任务实施任务实施】汽车霍尔点火信号发生器工作情况分析汽车霍尔点火信号发生器工作情况分析 霍尔效应如图霍尔
17、效应如图3-15所示,霍尔元件是一个带集成电所示,霍尔元件是一个带集成电路的半导体基片。汽车电子点火系统中利用路的半导体基片。汽车电子点火系统中利用霍尔效应霍尔效应原理原理制作成汽车霍尔点火信号发生器,它可以为晶体制作成汽车霍尔点火信号发生器,它可以为晶体管点火系统提供触发信号。管点火系统提供触发信号。1.工作原理分析工作原理分析2.工作过程分析 霍尔元件是一个带集成电路的半导体基片霍尔元件是一个带集成电路的半导体基片 将基片放在磁场中,并在与磁场垂直的方向通以电将基片放在磁场中,并在与磁场垂直的方向通以电流,则在与磁场和电流相垂直的另一横向侧面上会产生流,则在与磁场和电流相垂直的另一横向侧面
18、上会产生电压。这一现象是由美国科学家霍尔发现的,所以命名电压。这一现象是由美国科学家霍尔发现的,所以命名为为霍尔效应霍尔效应。BIdRUHHH霍尔电压:霍尔电压:触发叶轮旋转时,每当触发叶轮旋转时,每当叶片进入叶片进入永久磁铁与霍尔元件永久磁铁与霍尔元件之间的之间的间隙间隙时,磁场便被触发叶轮旁路,或称时,磁场便被触发叶轮旁路,或称隔磁隔磁,磁场,磁场不能作用于霍尔元件上,因此不能作用于霍尔元件上,因此不能产生霍尔电压不能产生霍尔电压。而当触。而当触发叶轮的发叶轮的叶片离开叶片离开永久磁铁与霍尔元件间的间永久磁铁与霍尔元件间的间空气隙空气隙时,时,永久磁铁的磁通通过导板作用于霍尔元件上,这时永
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