《汽車電工電子基礎(chǔ)》課件 -4電磁感應(yīng)現(xiàn)象

新能源汽車檢測與維修專業(yè)基礎(chǔ)課汽車電工電子基礎(chǔ)汽車工程系新能源汽車教研組汽車工程系新能源汽車教研組磁場（2課時）

01應(yīng)知、應(yīng)會

02課程內(nèi)容

03課后小結(jié)

04課堂考核本節(jié)課的我們應(yīng)該完成的內(nèi)容汽車工程系新能源汽車教研組Part01應(yīng)知、應(yīng)會汽車工程系新能源汽車教研組電磁感應(yīng)現(xiàn)象01了解電磁感應(yīng)現(xiàn)象汽車工程系新能源汽車教研組0203040506理解右手定則，掌握右手定則理解楞次定律初步學(xué)會綜合使用三個定則認識汽車中的交流發(fā)電機學(xué)會操作電磁學(xué)實驗Part02課程內(nèi)容汽車工程系新能源汽車教研組1.電磁感應(yīng)現(xiàn)象汽車工程系新能源汽車教研組科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，當導(dǎo)體相對于磁場運動且切割磁感線，或者線圈中的磁通發(fā)生變化時，在導(dǎo)體或線圈中都會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，這種現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象。若導(dǎo)體或線圈構(gòu)成閉合回路，則導(dǎo)體或線圈中將有電流通過。1.電磁感應(yīng)現(xiàn)象汽車工程系新能源汽車教研組1.直導(dǎo)體的電磁感應(yīng)現(xiàn)象在均勻磁場中放置一根導(dǎo)體AB。導(dǎo)體兩端連接一個檢流計，當導(dǎo)體垂直切割磁感線時，可以明顯地觀察到檢流計指針偏轉(zhuǎn)。這說明導(dǎo)體回路中有電流存在。另外，當使導(dǎo)體平行于磁感線方向運動時，檢流計指針不偏轉(zhuǎn)，這說明導(dǎo)體回路中不產(chǎn)生電流。這個實驗說明，當導(dǎo)體相對于磁場運動且切割磁感線時，導(dǎo)體中會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。3.電磁感應(yīng)現(xiàn)象汽車工程系新能源汽車教研組2.線圈的電磁感應(yīng)現(xiàn)象

實驗中，空心線圈兩端連接檢流計。當用一塊條形磁鐵快速插入線圈時，會觀察到檢流計指針向一個方向偏轉(zhuǎn)；如果條形磁鐵在線圈內(nèi)靜止不動，則檢流計指針不偏轉(zhuǎn)；將條形磁鐵由線圈中迅速拔出，會觀察到檢流計指針向另一個方向偏轉(zhuǎn)。這個實驗說明，當線圈中的磁通發(fā)生變化時，線圈中會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。2.右手定則汽車工程系新能源汽車教研組1.感應(yīng)電動勢的方向做切割磁感線運動的直導(dǎo)體產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的方向可由右手定則判斷：平伸右手，拇指與其余四指垂直，讓磁感線垂直穿過掌心，使拇指指向直導(dǎo)體運動方向，則其余四指所指的方向就是感應(yīng)電動勢的方向（或感應(yīng)電流的方向）。2.右手定則汽車工程系新能源汽車教研組2.感應(yīng)電動勢的大小

實驗證明：在均勻磁場中，做切割磁感線運動的直導(dǎo)體，其感應(yīng)電動勢E的大小與磁感應(yīng)強度B、直導(dǎo)體的有效長度l、直導(dǎo)體的運動速度v以及直導(dǎo)體的運動方向與磁感線之間的夾角α的正弦值成正比。其計算公式為：3.楞次定律汽車工程系新能源汽車教研組楞次定律：感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。我們把它簡單總結(jié)為，“來拒去留”。楞次定律是能量守恒定律在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的具體體現(xiàn)。3.楞次定律汽車工程系新能源汽車教研組如左圖所示，當將條形磁鐵插入通電線圈時，根據(jù)“來拒去留”的規(guī)律，通電線圈上方相當于磁場的N極，此時，用右手螺旋定則就可以很輕松地判斷出回路中電流的方向。同理，當將條形磁鐵拔出通電線圈時，如圖所示，根據(jù)“來拒去留”的規(guī)律，通電線圈上方相當于磁場的S極，再用右手螺旋定則，就可以判斷出回路中電流的方向。4.交流發(fā)電機汽車工程系新能源汽車教研組1.

發(fā)電機的概念電能是現(xiàn)代社會中最主要的能源之一。發(fā)電機是將其他形式的能量轉(zhuǎn)換成電能的機械設(shè)備，它由水輪機、汽輪機、柴油機或其他動力機械驅(qū)動，將水流、氣流、燃料燃燒或原子核裂變產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)換為機械能，再轉(zhuǎn)換為電能。

如圖所示為典型的先將氣流的能量轉(zhuǎn)換成機械能，再將機械能轉(zhuǎn)換成電能的風(fēng)力發(fā)電。4.交流發(fā)電機汽車工程系新能源汽車教研組2.發(fā)電機的工作原理發(fā)電機一般由提供磁場的轉(zhuǎn)子和由導(dǎo)線組成的定子組成。轉(zhuǎn)子（磁場）在定子（導(dǎo)線）中不斷轉(zhuǎn)動，使磁場與導(dǎo)線相對運動，產(chǎn)生電流。由于磁場與導(dǎo)線的位置不斷變化，所以產(chǎn)生的電流也是不斷變化的。4.交流發(fā)電機汽車工程系新能源汽車教研組3.交流發(fā)電機的基本構(gòu)造目前國內(nèi)外生產(chǎn)的汽車交流發(fā)電機的結(jié)構(gòu)基本相同，汽車交流發(fā)電機多以有刷交流發(fā)電機為主，其主要由轉(zhuǎn)子、定子、前/后端蓋、風(fēng)扇、整流器、元件板等組成。4.交流發(fā)電機汽車工程系新能源汽車教研組（1）交流發(fā)電機各部分結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子軸、勵磁繞組、滑環(huán)等組成?；h(huán)與裝在后端蓋內(nèi)的兩個電刷接觸，兩個電刷通過引線分別接在兩個接線柱上，這兩個接線柱即交流發(fā)電機的F（磁場）接線柱和“-”（搭鐵）接線柱。當這兩個接線柱與直流電源連接時，便有電流通過勵磁繞組，從而產(chǎn)生磁場。4.交流發(fā)電機汽車工程系新能源汽車教研組定子定子由定子鐵芯和定子繞組組成。定子鐵芯由相互絕緣的內(nèi)圓帶嵌線槽的圓環(huán)狀硅鋼片疊成。4.交流發(fā)電機汽車工程系新能源汽車教研組嵌線槽內(nèi)嵌入三相對稱的定子繞組。定子繞組的接法有星形、三角形兩種方式，一般采用星形連接，即每相繞組的首端分別與整流器的硅二極管連接，每相繞組的尾端接在一起，形成中性點N。圖示為定子繞組的結(jié)構(gòu)和連接圖。4.交流發(fā)電機汽車工程系新能源汽車教研組整流器交流發(fā)電機中整流器的作用是將定子繞組產(chǎn)生的三相交流電轉(zhuǎn)換為直流電。整流器一般由6只硅整流二極管及其散熱板所組成，如圖所示。整流二極管的工作電流大、反向電壓高。交流發(fā)電機整流二極管有正極管和負極管之分，引出線為二極管正極的稱為正極管，引出線為二極管負極的稱為負極管。4.交流發(fā)電機汽車工程系新能源汽車教研組端蓋

交流發(fā)電機的前、后端蓋均由鋁合金壓鑄或用砂模鑄造而成，這是因為鋁合金為非導(dǎo)磁性材料，可減少漏磁并具有輕便、散熱性能良好的優(yōu)點。為了提高軸承孔的機械強度，增加其耐磨性，在發(fā)電機端蓋的軸承孔內(nèi)鑲有鋼套。為了保證交流發(fā)電機在工作時不致因溫升過高而損壞，在交流發(fā)電機轉(zhuǎn)子軸上裝有風(fēng)扇；后端蓋上有進風(fēng)口，前端蓋上有出風(fēng)口，當轉(zhuǎn)子軸旋轉(zhuǎn)時，風(fēng)扇也一起旋轉(zhuǎn)，使空氣高速流經(jīng)交流發(fā)電機內(nèi)部，對交流發(fā)電機進行強制冷卻。4.交流發(fā)電機汽車工程系新能源汽車教研組電刷電刷總成由兩只電刷、電刷彈簧和電刷架組成，兩只電刷裝在電刷架的孔內(nèi)，借電刷彈簧的壓力與滑環(huán)保持接觸，用于給交流發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組提供磁場電流。4.交流發(fā)電機汽車工程系新能源汽車教研組（2）交流發(fā)電機的勵磁方式勵磁方式就是產(chǎn)生磁場的方式。當轉(zhuǎn)子中通過電流時，轉(zhuǎn)子就會產(chǎn)生磁場，轉(zhuǎn)子產(chǎn)生磁場的大小與通過的電流有關(guān)，通過轉(zhuǎn)子的電流稱為勵磁電流。交流發(fā)電機開始發(fā)電時，需由蓄電池供給勵磁電流，此時為他勵。當交流發(fā)電機達到蓄電池電壓時，即由交流發(fā)電機自己供給勵磁電流，也就是由他勵轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣睢?.交流發(fā)電機汽車工程系新能源汽車教研組（3）交流發(fā)電機的特性交流發(fā)電機的特性有輸出特性、空載特性和外特性，其中以輸出特性最為重要。輸出特性

交流發(fā)電機的輸出特性，又叫作負載特性或輸出電流特性。它是指交流發(fā)電機向負載供電時，保持輸出電壓恒定（對12V的交流發(fā)電機規(guī)定為14V，對24V的交流發(fā)電機規(guī)定為28V），即在μ=常數(shù)的情況下，交流發(fā)電機的輸出電流與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系為I=f（n）的函數(shù)關(guān)系。4.交流發(fā)電機汽車工程系新能源汽車教研組空載特性

交流發(fā)電機空載時，交流發(fā)電機端電壓與轉(zhuǎn)速的關(guān)系稱為空載特性，即I=0時，U=f（n）的函數(shù)關(guān)系。4.交流發(fā)電機汽車工程系新能源汽車教研組外特性

外特性是指轉(zhuǎn)速一定時，交流發(fā)電機的端電壓與輸出電流的關(guān)系，即n=常數(shù)時，U=f（I）的函數(shù)關(guān)系。Part03課后小結(jié)汽