汽車電工電子

1、汽車維護(hù)與保養(yǎng)汽車維護(hù)的目的及意義1.1.了解磁鐵、磁場與磁了解磁鐵、磁場與磁感感線，磁感應(yīng)強(qiáng)度，磁通量及其線，磁感應(yīng)強(qiáng)度，磁通量及其關(guān)系。關(guān)系。2.2.理解電流的磁場理解電流的磁場、電流的磁效應(yīng)電流的磁效應(yīng)、磁路歐姆定律。磁路歐姆定律。3.3.理解磁場對通電直導(dǎo)體的作用理解磁場對通電直導(dǎo)體的作用、磁場對通電線圈的作磁場對通電線圈的作 用用、磁場對通電半導(dǎo)體的作用。磁場對通電半導(dǎo)體的作用。4.4.掌握電磁感應(yīng)現(xiàn)象的基本知識(shí)，利用電磁感應(yīng)知識(shí)分掌握電磁感應(yīng)現(xiàn)象的基本知識(shí)，利用電磁感應(yīng)知識(shí)分 析變壓器、點(diǎn)火線圈的工作過程。析變壓器、點(diǎn)火線圈的工作過程。5.5.掌握電磁鐵、繼電器的基本原理。掌握電磁

2、鐵、繼電器的基本原理。1.1.能判別變壓器的初、次級(jí)繞組并進(jìn)行檢測。能判別變壓器的初、次級(jí)繞組并進(jìn)行檢測。2.2.能對電磁繼電器的性能進(jìn)行檢測。能對電磁繼電器的性能進(jìn)行檢測。u2.1.12.1.1磁鐵磁鐵具有磁性的物質(zhì)叫做磁鐵，所有能被磁鐵吸引的物質(zhì)叫做鐵磁物質(zhì)或鐵磁材料。磁鐵分為天然磁鐵與人造磁鐵兩大類。磁鐵的主要性能l磁鐵的兩端磁性最強(qiáng)，這兩端叫做磁極，磁極具有指向南北的性質(zhì)，通常把指南端的磁極叫南極，用S表示，指北端的磁極叫做北極，用N表示。l同性磁極互相排斥，異性磁極互相吸引。它說明磁極之間有相互作用力，磁極之間的相互作用力叫磁力。l無論怎樣分割磁鐵，分割后所得到的每一塊磁鐵總具有南、

3、北兩個(gè)磁極，即N極和S極，它們相互依存，不能單獨(dú)存在。l把一塊鐵磁物質(zhì)放在磁鐵附近，該鐵磁物質(zhì)也會(huì)帶上磁性，這種原來沒有磁性的物質(zhì)獲得磁性的現(xiàn)象叫做磁化，磁鐵拿走后，被磁化的物質(zhì)還會(huì)保留一定的磁性，叫做剩磁。u2.1.22.1.2磁場與磁力線磁場與磁力線磁場：磁場是指磁鐵周圍有磁力的空間，它是磁體周圍空間的一種特殊物質(zhì)，它沒有構(gòu)成物質(zhì)的分子或原子。磁力線：磁力線就是一條條從磁體北（N）極沿磁體周圍空間到磁體南(S)極,然后再通過磁體內(nèi)部回到北(N)極的閉合曲線。曲線上每一點(diǎn)的切線方向（即小磁針N極在該點(diǎn)的指向）就表示該點(diǎn)的磁場方向；曲線在某處的疏密程度（單位面積的磁力線根數(shù)）就表示該處的磁場強(qiáng)

4、度。 u2.1.32.1.3磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度 磁場中垂直穿過單位面積上磁力線的條數(shù)叫做該面積所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度，又叫做磁通密度。磁感應(yīng)強(qiáng)度是用來描述磁場內(nèi)某點(diǎn)的磁場強(qiáng)弱和方向的物理量，通常用字母B來表示。BF/IL B 磁感應(yīng)強(qiáng)度，； F力，； I 電流，； L 長度，u2.1.42.1.4磁通量磁通量 磁感應(yīng)強(qiáng)度和與它垂直的某一截面積的乘積,叫做通過該截面積的磁通量。換言之，磁場中穿過某一面積磁力線的條數(shù)叫做穿過該面積的磁通量,簡稱磁通,用來表示。對于均勻磁場,因B為常數(shù),則有=BS 磁通量，； 磁感應(yīng)強(qiáng)度，； 面積，u2.2.12.2.1電流的磁場電流的磁場 電流是產(chǎn)生磁場的根本原因，

5、電流和磁場有著不可分割的聯(lián)系，磁場總是伴隨著電流而存在的，電流則永遠(yuǎn)被磁場所包圍，磁場是由電流產(chǎn)生的，把電流產(chǎn)生磁場的現(xiàn)象稱作電流的磁效應(yīng)。u2.2.22.2.2通電直導(dǎo)體的磁場通電直導(dǎo)體的磁場 一根直導(dǎo)體通入電流后，導(dǎo)體周圍就產(chǎn)生磁場，其磁力線的分布是以導(dǎo)體為中心的一組同心圓，如圖a所示。 實(shí)驗(yàn)證明，通電直導(dǎo)體周圍各點(diǎn)磁場的強(qiáng)弱與導(dǎo)體中電流大小成正比，磁場的方向與電流的方向有關(guān)，可用右手螺旋定則確定。右手握住導(dǎo)體，用大拇指指向電流方向，則其余四指彎曲的方向就是磁場的方向。如圖b所示。u2.2.32.2.3通電線圈的磁場通電線圈的磁場 把導(dǎo)線繞成螺旋線形狀的線圈，并通入電流也能產(chǎn)生磁場，通電線

6、圈的磁場相當(dāng)于一塊條形永久磁鐵的磁場。 通電線圈磁場的強(qiáng)弱不僅與線圈的電流大小有關(guān)，而且還與線圈的匝數(shù)有關(guān)，即與線圈的電流和匝數(shù)的乘積成正比。 通電線圈磁場的方向也可用右手螺旋定則確定。右手握住線圈，用彎曲的四指指向電流的方向，則拇指所指的方向就是磁場方向，即N極。 u2.2.42.2.4磁路歐姆定律磁路歐姆定律 磁通集中通過的閉合路徑稱為磁路。磁通集中通過的閉合路徑稱為磁路。 在磁路中，磁通與產(chǎn)生磁通的磁源（磁通勢）成正比，與磁路的在磁路中，磁通與產(chǎn)生磁通的磁源（磁通勢）成正比，與磁路的磁阻成反比，這就是磁路歐姆定律。即磁阻成反比，這就是磁路歐姆定律。即 NI/RNI/Ru2.3.12.3.

7、1磁場對通電直導(dǎo)體的作用磁場對通電直導(dǎo)體的作用 如圖所示，在蹄形磁鐵中懸掛一根直導(dǎo)體，并使導(dǎo)體垂直于磁力線，導(dǎo)體兩端分別連接于蓄電池的兩個(gè)極樁上，未通電時(shí)，導(dǎo)體是靜止的，如果接通電源導(dǎo)體就向一邊運(yùn)動(dòng)，最后到達(dá)一個(gè)新的位置而平衡下來，若改變電流方向或?qū)φ{(diào)磁極，導(dǎo)體將向另一邊運(yùn)動(dòng)，這說明通電導(dǎo)體在磁場中將受到作用力，這種作用力叫磁場力。F=BILF=BIL u2.3.12.3.1磁場對通電直導(dǎo)體的作用磁場對通電直導(dǎo)體的作用 通電直導(dǎo)體的受力載流直導(dǎo)體在磁場中的受力方向，可用左手定則來判定。具體方法是將左手伸平，拇指與四指垂直，讓磁力線垂直穿過手心，四指指向電流的方向，則拇指所指方向就是導(dǎo)體的受力方

8、向，如圖所示。u 2.3.22.3.2磁場對通電線圈的作用磁場對通電線圈的作用通電線圈磁場在磁場中的受力通電線圈磁場在磁場中的受力 如圖a所示，在均勻磁場中放置一個(gè)可繞軸OO轉(zhuǎn)動(dòng)的通電矩形線圈abcd。已知：ad=bc=L1；ab=cd=L2。當(dāng)線圈與磁力線平行時(shí)，因ab邊和cd邊與磁力線平行，所受電磁力為零，而ad邊和bc邊與磁力線垂直，所受電磁力最大，兩條有效邊的受力方向正好相反，因而形成一對力偶，使線圈繞軸OO做順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。 通電線圈在磁場中的轉(zhuǎn)矩通電線圈在磁場中的轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)矩等于力偶中的任意一個(gè)力與力偶臂的乘積，因而圖a中矩形線圈的轉(zhuǎn)矩為 =F=F1 1L L2 2=BIL=BIL1 1

9、L L2 2=BIS=BIS 如圖所示，若線圈順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)角度后，則線圈的轉(zhuǎn)矩為=BIS cos 此式為單匝線圈的轉(zhuǎn)矩表達(dá)式，如果矩形線圈匝數(shù)為N，則轉(zhuǎn)矩為=NBIS cosu2.3.32.3.3磁場對通電半導(dǎo)體磁場對通電半導(dǎo)體的作用（霍爾效應(yīng)）的作用（霍爾效應(yīng)）如圖所示，把一塊半導(dǎo)體基片（霍爾元件）放在磁場中，當(dāng)在與磁場垂直的方向上通以電流時(shí)，則在與磁場和電流相垂直的另外橫向側(cè)面上產(chǎn)生電壓。這一現(xiàn)象是美國物理學(xué)家霍爾于1879年發(fā)現(xiàn)的，因此命名為霍爾效應(yīng)。 霍爾效應(yīng)中產(chǎn)生的電壓H（霍爾電壓）的大小與通過半導(dǎo)體基片的電流和磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比，與基片的厚度成反比，即 H=RHIB/d 由上式可

10、知，當(dāng)通過半導(dǎo)體基片的電流I為一定時(shí)，霍爾電壓UH與磁感應(yīng)強(qiáng)度B 成正比，即霍爾電壓隨磁感應(yīng)強(qiáng)度大小而變化。汽車電子點(diǎn)火系統(tǒng)中的霍爾點(diǎn)火信號(hào)發(fā)生器就是利用霍爾效應(yīng)原理制成的。u2.4.12.4.1電磁感應(yīng)現(xiàn)象及其產(chǎn)生的條件電磁感應(yīng)現(xiàn)象及其產(chǎn)生的條件實(shí)驗(yàn)一 如圖所示，均勻磁場中放置一根直導(dǎo)體AB，導(dǎo)體兩端連接一個(gè)靈敏電流計(jì)，當(dāng)導(dǎo)體垂直于磁力線做切割運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以明顯地觀察到電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)，當(dāng)導(dǎo)體靜止不動(dòng)或平行于磁力線方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，電流計(jì)的指針不動(dòng)。 實(shí)驗(yàn)二 如圖所示，空心線圈兩端連接靈敏電流計(jì)，當(dāng)條形磁鐵迅速插入線圈時(shí)，會(huì)觀察到電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)，如果條形磁鐵在線圈中靜止不動(dòng)，電流計(jì)指針也不動(dòng)，如果

11、將條形磁鐵由線圈中迅速拔出，會(huì)看到電流計(jì)的指針反向偏轉(zhuǎn)。 上述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)導(dǎo)體切割磁力線運(yùn)動(dòng)或者線圈中的磁通發(fā)生變化時(shí)，在導(dǎo)體或線圈的閉合回路中就會(huì)有電流產(chǎn)生，雖然兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的形式不同，但其本質(zhì)是一樣的，如果實(shí)驗(yàn)一圖中的回路看成是一個(gè)單匝線圈，那么導(dǎo)體中的電流也是由于磁通的變化而引起的，這種由于磁通變化而產(chǎn)生電流的現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象，這個(gè)電流叫感應(yīng)電流，產(chǎn)生感應(yīng)電流的電動(dòng)勢叫做感應(yīng)電動(dòng)勢。當(dāng)導(dǎo)體或線圈不閉合時(shí)，在其回路中只產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，而無感應(yīng)電流。且實(shí)驗(yàn)證明，直導(dǎo)體中電動(dòng)勢的大小與磁場強(qiáng)度、導(dǎo)體長度和導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)；線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢的大小與線圈中磁通量的變化快慢和線圈的匝數(shù)有關(guān)。 由

12、以上分析可知，電磁感應(yīng)的條件是穿過線圈回路的磁通發(fā)生變化。u2.4.22.4.2楞次定律楞次定律 俄國物理學(xué)家楞次經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)，于1834年發(fā)現(xiàn)判定感應(yīng)電流方向的重要定律楞次定律。其內(nèi)容是：感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁通總是企圖阻礙原磁通的變化。應(yīng)注意的是，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁通只是企圖阻礙原磁通的變化，而不是阻礙原磁通的存在。綜上所述，用楞次定律判斷感應(yīng)電流（電動(dòng)勢）的步驟如下：l首先確定原磁通的方向及其變化的趨首先確定原磁通的方向及其變化的趨勢（是增加還是減少）。勢（是增加還是減少）。l根據(jù)楞次定律先確定感應(yīng)磁通的方向根據(jù)楞次定律先確定感應(yīng)磁通的方向，即與原磁通方向相同還是相反。，即與原磁通方向相同還是相

13、反。l根據(jù)感應(yīng)磁通的方向，應(yīng)用右手螺旋根據(jù)感應(yīng)磁通的方向，應(yīng)用右手螺旋定則判斷出線圈中感應(yīng)電流（電動(dòng)勢定則判斷出線圈中感應(yīng)電流（電動(dòng)勢）方向。）方向。車速里程表電磁原理分析車速里程表電磁原理分析u2.4.32.4.3自感現(xiàn)象自感現(xiàn)象自感現(xiàn)象 就是線圈內(nèi)變化的磁通源于線圈本身通入變化的電流。如圖所示，閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)R改變流入線圈L中電流的大小或改變電流的方向，則線圈的磁通量大?。ɑ蚍较颍┌l(fā)生變化，從而在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。這種由通入線圈的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的現(xiàn)象叫自感現(xiàn)象，由自感現(xiàn)象產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢叫自感電動(dòng)勢，用符號(hào)eL表示。 自感電動(dòng)勢自感電動(dòng)勢 楞次定律告訴我們：自感電動(dòng)勢總

14、是阻礙原電流的變化，當(dāng)線圈中電流增大（減?。r(shí)，自感電動(dòng)勢的方向與原電流方向相反（相同），如圖所示。 實(shí)驗(yàn)證明，自感電動(dòng)勢的大小與線圈的自感系數(shù)和線圈中電流的變化率成正比。 u2.4.42.4.4互感現(xiàn)象互感現(xiàn)象 所謂互感，就是由于一個(gè)線圈中電流的變化使另一個(gè)線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的現(xiàn)象，這個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢稱為互感電動(dòng)勢，用em表示?；ジ须妱?dòng)勢互感電動(dòng)勢 互感電動(dòng)勢的方向可用楞次定律來判定，其具體方法是：l根據(jù)線圈中電流的方向，確定線圈中互感磁通的方向；l根據(jù)線圈1中電流變化的趨勢，確定通過線圈2中互感磁通的變化趨勢；l根據(jù)楞次定律判定線圈2中感應(yīng)磁通的方向；l根據(jù)右手螺旋定則判定互感電流的方向。 互感電動(dòng)勢的大小與互感磁通量的變化率以及線圈的匝數(shù)成正比，因此改變次級(jí)線圈的匝數(shù)就可以使次級(jí)線圈的互感電動(dòng)勢升高或降低。 u2.5.12.5.1電磁鐵電磁鐵 人們常用鐵磁材料（軟鐵）做鐵芯，在外面繞上線圈，再通以電流做成電磁鐵。 電磁鐵和永久磁鐵一樣具有磁性，電磁鐵的線圈通電時(shí)其鐵心就具有磁性，產(chǎn)生磁吸力。實(shí)驗(yàn)證明，磁吸力的大小與線圈的匝數(shù)、電流