(5)--1.5电磁感应定律船舶电机与拖动.ppt

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1、船舶电机与拖动船舶电机与拖动1.电磁感应定律电磁感应定律2.铁心线圈电路铁心线圈电路3.电磁铁电磁铁1.5电磁感应定律电磁感应定律18311831年法拉第第一次发现了电磁感应现象。年法拉第第一次发现了电磁感应现象。电磁感应现象电磁感应现象是电磁学中最重大的发现之一，它揭示了电与磁相是电磁学中最重大的发现之一，它揭示了电与磁相互联系和转化的重要方面。互联系和转化的重要方面。一、电磁感应定律一、电磁感应定律1.1.电磁感应现象电磁感应现象 闭合电路的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动，导体闭合电路的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动，导体中就会产生电流的现象，这种现象叫电磁感应现象。中就会产生电流

2、的现象，这种现象叫电磁感应现象。本质是闭合电路中磁通量的变化。产生的电流叫做感应电流。本质是闭合电路中磁通量的变化。产生的电流叫做感应电流。2.2.电磁感应定律电磁感应定律 在时刻在时刻t t1 1穿过导线回路的磁通量是穿过导线回路的磁通量是1 1，在时刻，在时刻 t t2 2 磁通量是磁通量是2 2，在，在 这段时间内穿过回路这段时间内穿过回路的磁通量的变化是的磁通量的变化是 ，则磁通量的变化率，则磁通量的变化率 反映了磁通量变化的快慢和趋势。反映了磁通量变化的快慢和趋势。导体回路中感应电动势的大小等于穿过回路的磁通量的变化率导体回路中感应电动势的大小等于穿过回路的磁通量的变化率 。式中的负

3、号代表感应电动势方向。式中的负号代表感应电动势方向。感应电动势的方向问题感应电动势的方向问题是法拉第电磁感应定律的重要组成部分。是法拉第电磁感应定律的重要组成部分。如果回路是多匝线圈，且穿过每匝线圈的磁通量相同，如果回路是多匝线圈，且穿过每匝线圈的磁通量相同，均为均为 ，则上式可表达为，则上式可表达为 由愣次定律可知，感应电动势的方向总是使得其感应电由愣次定律可知，感应电动势的方向总是使得其感应电流产生的磁通来阻止原有磁通量的变化（增加或少）。流产生的磁通来阻止原有磁通量的变化（增加或少）。根据感应电流的方向可以得知感应电动势的方向。根据感应电流的方向可以得知感应电动势的方向。二、铁心线圈电路

4、二、铁心线圈电路 铁心线圈分为两种：铁心线圈分为两种：1.1.通直流电励磁的通直流电励磁的直流铁心线圈直流铁心线圈，如直流电机的励磁，如直流电机的励磁 线圈、电磁吸盘及各种直流电器的线圈；线圈、电磁吸盘及各种直流电器的线圈；2.2.通交流电励磁的通交流电励磁的交流铁心线圈交流铁心线圈，如交流电机、变压，如交流电机、变压器及各种交流电器的线圈。器及各种交流电器的线圈。A.A.直流铁心线圈的磁路直流铁心线圈的磁路励磁电流是直流，产生的磁通是固定的，在线圈和铁心中不会励磁电流是直流，产生的磁通是固定的，在线圈和铁心中不会感生电动势，在一定的直流电压感生电动势，在一定的直流电压U下下,线圈中的电流线圈

5、中的电流 I只和线只和线圈本身的电阻圈本身的电阻R有关，即有关，即 。这就是为什么交流线圈不能随。这就是为什么交流线圈不能随意接直流电源的原因。意接直流电源的原因。直流铁心线直流铁心线圈的磁路圈的磁路B.B.交流铁心线圈的磁路交流铁心线圈的磁路外加电压与磁通外加电压与磁通 的关系，转换为相量形式：的关系，转换为相量形式：注：注：（1 1）在相位上，磁通）在相位上，磁通滞后于外加电压滞后于外加电压9090 （2 2）磁通的极大值）磁通的极大值 取决于外加正弦电压的有效值与频率。取决于外加正弦电压的有效值与频率。交流铁心线圈的交流铁心线圈的磁路磁路三、电磁铁三、电磁铁 电磁铁是利用电磁力实现某一机

6、械发生动作的电磁电磁铁是利用电磁力实现某一机械发生动作的电磁元件。电磁铁可分为线圈、铁芯及衔铁三部分。元件。电磁铁可分为线圈、铁芯及衔铁三部分。电磁铁结构图衔 铁电磁铁工作原理电磁铁工作原理 利用通电的铁心线圈吸引衔铁，再由衔铁带动控制触点闭合、断开或利用通电的铁心线圈吸引衔铁，再由衔铁带动控制触点闭合、断开或衔铁的动作可使其它机械装置发生联动。衔铁的动作可使其它机械装置发生联动。当电源断开时，电磁铁的磁性随之消失，衔铁或其它零件即被释放。当电源断开时，电磁铁的磁性随之消失，衔铁或其它零件即被释放。直流电磁铁直流电磁铁交流电磁铁交流电磁铁IU直流励磁线圈电路的特点直流励磁线圈电路的特点：通入直

7、流，铁心用整块的铸钢、软钢通入直流，铁心用整块的铸钢、软钢（R R 为线圈的电阻）为线圈的电阻）1.1.直流电磁铁直流电磁铁U 一定一定I 一定一定磁动势磁动势 一定一定磁通和磁阻成反比磁通和磁阻成反比 交流励磁线圈电路的特点交流励磁线圈电路的特点ui2.2.交流电磁铁交流电磁铁交流激励交流激励线圈中产生感应电动势线圈中产生感应电动势ui交流电磁铁交流电磁铁电路方程：电路方程：的感应电动势的感应电动势 和和 产生产生一般情况下一般情况下 很小很小假设假设则则ui有效值有效值相量相量电磁铁吸合过程的分析：电磁铁吸合过程的分析：在吸合过程中若外加电压不变在吸合过程中若外加电压不变,则则基本不变。基本不变。iu 小小 电流小电流小电磁铁吸合后电磁铁吸合后(气隙小）气隙小）大大 起动电流大起动电流大 电磁铁吸合前电磁铁吸合前(气隙大）气隙大）注意：如果气隙中有异物卡住，电磁铁长时间吸不上，注意：如果气隙中有异物卡住，电磁铁长时间吸不上，线圈中的电流一直很大，将会导致过热，把线圈烧坏。线圈中的电流一直很大，将会导致过热，把线圈烧坏。