汽车机电维修工：电磁基础知识掌握指南

2023-08-26 理论教育版权反馈

【摘要】：图1-13 安培定则a）通电直导体的磁场 b）通电直导体的磁场判定图1-14 通电线圈的磁场判定带有铁心的通电线圈可增强磁场的作用，线圈和铁心构成一个电磁铁。这种现象称为电磁感应现象。

1.磁

（1）磁体

通常将具有磁性的物体称为磁体，磁体分为天然磁体和人造磁体两大类，天然磁铁是一种铁矿石，其磁性较弱，实际应用的多数为人造磁铁。人造磁铁又分为永久磁铁和暂时磁铁两种，永久磁铁的磁性能够长期保存，如电工仪表中的马蹄形磁铁和扬声器中用的圆形磁铁；暂时磁铁的磁性是暂时的，当外部磁化条件去掉后，磁铁的磁性随之消失，如电磁铁和电磁开关等的磁铁都是暂时磁铁。

（2）磁极

磁体两端磁性最强的部分称为磁极，每个磁体都有两个磁极，分别用南极（S）和北极（N）表示。无论把磁体怎样分割，磁体总保持两个磁极，同性磁极相斥，异性磁极相吸。

（3）磁场

在磁体的周围存在一种特殊物质，具有力和能的特性，磁场用眼睛看不见，但是磁场的存在可以通过其吸收其他物质来感知。

（4）磁力线

磁场是有方向的，为了形象地描述磁场，引入了磁力线的概念，规定在磁力线上的每一点的切线方向就是该点的磁场方向。磁力线的特点：

1）磁力线是互不相交的闭合曲线，在磁体外部由N极指向S极，在磁体的内部由S极指向N极。

2）磁力线上任意一点的切线方向，就是该点的磁场方向，即小磁针在磁力作用下N极所指的方向。

3）磁力线越密表示磁场越强，磁力线越疏，磁场越弱，如图1-12所示。

图1-12 磁力线

2.电流的磁场

（1）电流的磁效应

丹麦科学家奥斯特于1920年研究发现，在电流周围存在着磁场，这种现象被称为电流的磁效应，电流与其产生的磁场的方向可用安培定则（又称右手螺旋定则）来判定。

（2）直导体产生的磁场

如图1-13a所示，电流流过直导体，它产生的磁力线是以导体为中心的同心圆，这些同心圆都在和导线垂直的平面上。磁力线和电流的方向用安培定则来判定，右手握住导体，大拇指指向电流的方向，弯曲四指指向的是磁场磁力线方向，如图1-13b所示。

（3）通电线圈产生的磁场

电流流过用导体绕成的螺线管线圈，它表现出来的磁性类似条形磁铁，线圈的两端相当于N极和S极，它的磁力线是一系列的穿过线圈内孔的闭合回路。磁力线的方向也用安培定则来判定，右手握住线圈，弯曲四指和线圈中电流的方向一致，大拇指所指向的方向就是磁场穿过线圈内孔的方向，也就是线圈磁场的N极，如图1-14所示。

图1-13 安培定则

a）通电直导体的磁场 b）通电直导体的磁场判定

图1-14 通电线圈的磁场判定

带有铁心的通电线圈可增强磁场的作用，线圈和铁心构成一个电磁铁。电磁铁在机动车上的典型的应用就是继电器，如图1-15所示。

A、B构成一对常闭触点，B、C构成一对常开触点。当开关S没闭合时，灯泡甲经常闭触点A、B与电源E构成闭合回路发光，而灯泡乙处于断路状态，不发光；当开关S闭合后，线圈接通电源，产生磁场，使铁心和衔铁同时磁化，产生电磁吸力，将衔铁吸向铁心，衔铁带动动触点B向下，使常闭触点断开，常开触点闭合，从而灯泡甲因回路被切断熄灭，灯泡乙因回路经触点B、C被接通而发光。当线圈断电时，电磁吸力随之消失，衔铁和动触点在弹簧的作用下返回原来的位置，又使得灯炮乙灭，而灯泡甲亮。

3.电磁力

将一根直导体放置在磁场中，当导体没有通电时，静止不动；当通电时，导体会受力，沿某一方向移动；当改变导体中电流的方向时，其移动方向与原来相反。通常把通电导体在磁场中受到的作用力称为电磁力，如图1-16a所示。

图1-15 电路中的继电器

图1-16 左手定则

a）实验电路 b）左手定则应用

通电导体在磁场中的受力方向用左手定则来判断，如图1-16b所示，伸开左手，拇指与四指垂直，让磁力线穿过掌心（即让掌心正对磁场N极），四指指向导体电流的方向，拇指所指的方向就是导体受力的方向。

图1-17 电磁感应

4.电磁感应

（1）直导体中产生的电动势

如图1-17所示，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁力线运动，导体中就会产生感应电动势，从而在闭合回路中形成电流。这种现象称为电磁感应现象。产生的电流称为感应电流。

直导体中产生的感应电动势方向用右手定则来判定，即伸平右手，拇指与四指垂直，让磁力线穿过掌心（即让掌心正对磁场N极），拇指指向导体运动的方向，四指所指的方向就是产生感应电动势的方向。电磁感应中的切割磁力线的运动是一个相对运动，可以是一个导体切割磁力线，也可以是一个运动的磁场切割导体。

（2）线圈中产生的感应电动势

当线圈得电瞬间，电流持续增加，线圈会产生与电源极性相反的自感电动势，阻止电流增加；电流稳定后，不会再产生自感电动势；当线圈失电时，绕圈内产生与电源极性相同的自感电动势，使电流减少的速度放慢。因此可以得出一个结论，就是电感线圈中的电流不能突变。

注意：

为了消耗线圈断电时产生的自感电动势，常在继电器线圈两端反向并联续流二极管，注意二极管的极性，必须与电源相反。

汽车机电维修工：电磁基础知识掌握指南

相关推荐