《电磁铁》教学设计
【教学设计的说明】
1．本节课的教学流程：制作电磁铁；研究电磁铁（提出问题→猜想→设计实验→进行实验→评估→交流）。
2．每个环节都充分体现学生的主体地位，学生充分发表自己的见解，交流自己的看法，学生自己完善探究的环节，自主进行探究。
3．在教师的组织、引导下由学生自己去发现、提出问题，并进行科学的猜想，自己设计实验，自己得出结论，自己评估、交流且多次讨论，充分放手让学生利用创造学的“集体思考法”通过讨论协作学习。教师是学习的组织者、引导者，学生是学习的主人，这极利于学生形成自主、主动学习的习惯。利于科学思维能力的提高，利于团队精神的培养和良好品格的形成。
4．注重学生知识的应用，从生活走向物理，从物理走向社会。在日常生活中找到所学知识的应用，特别是学生课外实践活动的设计更能激发学生创造性和动手能力。
【教学目标】
一、知识与技能
1．知道电磁铁的工作原理。
2．知道影响电磁铁磁性强弱的几个因素。
3．了解电磁铁在生产和生活中的应用。
二、过程与方法
1．培养学生的自主探究能力掌握科学的研究方法。
2．通过实验设计，制作电磁铁。培养学生动手能力，观察实验现象、收集分析实验数据和信息汇总的能力。
三、情感态度和价值观
1．积极参与动手制作，细心观察等科学探究活动。
2．严谨的科学态度和主动与他人合作的集体主义精神。
【教学重点】
制作并研究电磁铁的磁性强弱与那些因素有关。
【教学难点】
学生的实验设计与自主探究，合作交流能力的培养。
【实验器材】
1．演示实验教具：教师自制的电磁铁示教板、多媒体课件、螺线管、永久磁铁、电铃等。
2．学生实验器材：（两人一组）
大铁钉2枚、细漆包线若干、开关、电源、滑动变阻器、大头针适量、棉线等。
【教学方法】
以自主探究合作交流为主，辅以讲解和讨论。
【教学过程】
一、设疑引学
前面我们学习了奥斯特的发现，知道电流周围存在着磁场。也研究过通电螺线管周围存在磁场，它的磁感线分布跟条形磁铁十分相似。
多媒体展示：1．条形磁铁周围的磁场。
2．通电螺线管周围的磁场。
正因为通电螺线管周围存在着磁场，所以能对其中的磁体产生力的作用。
演示实验：
教师用自制的教具演示课本实验。
找学生上台演示，将铁芯插入螺线管内，指针的偏转角度发生了怎样的变化？（变大）说明了什么？（螺线管的磁性增强）。
因此，人们通常把螺线管紧密地套在铁芯上，这就制成了一个电磁铁。
教师出示一只电磁铁，并解剖，找学生分析讲解：电磁铁是由铁芯和线圈组成。
二、学生自主探索学习
第一阶段：制作电磁铁。
同学们边讨论边交流，亲自动手制作一个电磁铁。
用细漆包线在大铁钉上顺着一个方向绕制两个匝数不同（40匝和80匝）的线圈，再用棉线缠绕固定，使漆包线不松散，这就制成简单的电磁铁。
（说明：在制作过程中，学生合作交流，教师巡视，对于绕线和固定的技巧给予指点。这一过程培养学生的动手操作能力，并为下一步自主探索打下基础，同学间相互交流，找出窍门）。
请同学们将制作好试着接入电路，观察电磁铁能否吸引大头针。
（说明：这一步培养学生的情感态度和价值观，如能吸引大头针，学生能体会成功的喜悦，如若不能则找原因。）
第二阶段：研究电磁铁
1．提出问题
电磁铁是否有磁性以及磁性强弱可能与哪些因素有关？
2．猜想与假设
学生：可能与电流大小有关，可能与线圈的匝数有关，还可能与铁芯的有无有关，还可能……
（说明：学生想到的办法很多，应适时、适度地给学生交流的机会，在交流中学到研究方法）。
如何验证你们的猜想呢？
3．设计实验（制订计划）
每个同学设计各有特色，每个学生都能发表自己的见解，互相取长补短。教师一定要参与学生的讨论，多听学生如何设计，不要急于发表看法。
4．学生分组进行实验
（说明：在学生进行分组实验中教师巡视、指导，与学生交流心得体会。同学间相互协作，按照自己的设计去实验。）
（1）把电磁铁线圈、电源、开关用导线连起来，
（2）将铁钉靠近一堆大头针，观察通电和断电时，电磁铁对大头针的作用。（如图1所示）
图1
（3）把电源、开关、滑动变阻器、电流表和线圈匝数较少的电磁铁串起来，调节滑动变阻器，使电路中电流开始较小，后来较大，观察比较这两种情况下，电磁铁吸引大头针的多少。（如图2所示）
图2
（4）把电源、开关、滑动变阻器跟两个线圈不同的电磁铁串联起来，观察通电时，两个电磁铁吸引大头针的多少？（如图3所示）
图3 通过上述三项实验，将研究情况填入下表：
实验条件通电断电电流
增大电流
减小
匝数
增多
电磁铁磁性及强弱情况有磁性无磁性磁性增强磁性减弱磁性增强
师生共同得出结论：
电磁铁通电时有磁性，断电时磁性消失，通过电磁铁的电流越大，电磁铁的磁性越强，当电流一定时，电磁铁线圈的匝数增多，磁性增强。
5．评估
学生对自己的设计实验和实验过程进行交流，评估各自得出的结论，在探究学习中主动和他人合作，特别是实验过程中遇到的困难相互协调解决。
6．交流
请每个同学在小组内：（1）把自己的探究的过程及结论告诉同学；（2）相互传阅探究记录；（3）主动征求别人意见改正自己的错误，弥补不足。
有的小组可能会出现冷场的现象，教师要及时引导。
三、知识应用
1．出示电磁起重机模型，找学生上讲台操作。
2．演示教师自制的电铃，将其分解，指出核心部件电磁铁，并作简单说明。
四、释疑巩固
1．实际使用电磁铁已安装好，常用什么方法来控制磁性强弱？（常用电流的大小来控制）2．将电磁铁与永磁铁做一对比突出电磁铁的优点，从而说明电磁铁使用上的方便性。3．找学生将自己制作的电磁铁上讲台演示，共享劳动成果。
五、作业布置
1．回家查看生活中什么地方用了电磁铁？什么地方用电磁铁使生活更方便？
2．课外实践活动
用自制的电磁铁制作一个小电铃或其它有价值的小发明。
查找课外资料，就地取材设计制作，培养动手能力和知识的应用，提高自身的素
《玩转电磁铁》教案 教学目标： 1、让学生了解电磁铁的构成和性质。 2、使学生知道电磁铁的原理，认识到电磁铁磁性强弱与哪些因素有关，培养学生的 动手实验能力。 教学重难点： 了解电磁铁有通电产生磁性、断电磁性消失的基本性质。电池节数越多，线圈圈数越多，电磁铁的磁性越强。 教学过程： 教学方法：本节课主要采用了小组合作探究的教学形式，即：发现问题→猜想假设→设计实验→实验→得出结论。 教学演示：小电机、小平口螺丝刀、铁钉、漆包线、电池、砂纸、电铃、电脑打铃器等。分组实验材料：每组1只铁钉、1根漆包线、2节电池、10个大头针等。 一、观察和提问 观察小电机的内部结构，提出问题，进行研究。 二、猜想与判断 讲解：我们来做个类似的线圈。做线圈的用到的材料是铁钉、漆包线，用铁钉作铁芯，在铁芯上缠上漆包线。漆包线是细铜导线，外面包有绝缘漆，绝缘漆是不能导电的，在电动机里用的也是这种漆包线。使用的时候，要把导线两端的绝缘漆刮下来，露出里面的铜2 线，才能接通电流。在实验前，老师已经把线头的绝缘漆都刮掉了，只要把它和电源的两端接通就能通电了。制作线圈的方法是：从铁钉的一端开始，把漆包线缠绕在铁钉上。在铁钉上缠绕一圈叫一匝（板书“1匝”），我们在铁钉上缠绕30匝，做一个30匝的线圈（边讲边演示），大家也一起来做一做吧。学生制作线圈。 提问：现在我们把这个线圈的两个线头与一节电池的两极接通，给这个线圈通电，用铁钉的一端靠近大头针，看看能不能把大头针吸起来。断开电池后，看看还能不能把大头针吸起来。 一、实验：电磁铁的磁性 谈话：请各组同学做一下这个实验。能不能把大头针吸起来。注意每次通电时间不能 太长，不要超过10秒钟，以免电池发热，损坏电池。 二、学生实验、报告 讲解：线圈通电后能够吸起大头针，就是说，它像磁铁一样，有了磁性，它的磁性是因为通电产生的，断了电，磁性就消失了，所以我们把这种中间插有铁芯的线圈叫做电磁铁。今天我们一起来学习第2课：玩转电磁铁。（板书课题：2玩转电磁铁）
电磁铁相关知识 （参考电磁铁设计手册） 、磁和电的关系: 螺皆経圏的禺塢 、电磁铁型式: 电谶鉄的型式 磁桶若向 a）螺管式电磁铁;
b）盘式电磁铁； c）, d）拍合式电磁铁; e）n式电磁铁； f）装甲螺管式电磁铁; g）E形电磁铁； 应用举例： 电鈴的工作隔邂 磁通和磁感应強度 磁場旣然是假宦由許多磁力綫所构成的，郑么描述与計算磴場的数尽黄系时’用磁力耀的槪念也是最淸楚的门在电工半上規宜.矗吃撑二^积;S的磁力繙潼称为丽\通常用符号龙来表示U磁通的单位为麦克斯屯（簡称麦儿怛是仅仅用磁通的多少尸还不能确切地表达出磁場的强弱，必勿用单位載面积上斯洗过的磁力綫数的多少”才能說明該处的礁場大小〉因此，規定单位噩面租上寡过的磁力綫数称为磁感应靈度，或BS通密度，用字母E表示Q琳感应强度B的单位为高斯，用於式表％: B^S~ 式中B——磁感应强宦（高斯）； 必——硝通（麦）； S——戰面枳（平方厦米）e 应用上式于磁堀我磁歛內部』貝更如逍某裁面&中的镒通切为多少，就可計算出融感应强度占来，反之亦然。
凡是硝通都耍沿一定的路徑閉伞而成回賂。如果我們用一根鉄俸捕入上节所述的燥管踐圈卡，另外再在饌棒两端用鉄条联成閉路°那么，我們将发現在綫圈磴势相同的信况下，其1K通将比空心綫圈时大为增加，而且大都分的滋通都会集中地流入鉄棒和鉄条内'而沿鉄棒外碁他路徑閉合的磁通非常之少弋这是因也墜和a±t銚比通过空气阪力小僵多a因此我們把鋼鉄之类的金属称作鉄磁物质，作为磁通賂徑的鉄磁体叫做导磁体口 通常应用的电磁鉞，就是将経圈歩在一定形状的号做体上所构成的。衽这样的綫圈中'只耍通进很小的激礦电流J就可以产生很强的砸堀（即很多磁砸），产生强大的毀力。 磁势=磁通*磁阻 磁势二电流*线圈的匝数 C *R m*10-8=IW 磁阻的大小与磁胳的长度成;正此，而与硝路裁面积成反? 比〔图2-8）,这个关系可表示为： = （2-4） 式中心一磁阻（1/亨）； I——磁賂长度（厘二 米）； 4——导磁系数（亨/厘来”
直流电磁铁设计 共26 页 编写： 校对：
直流电磁铁设计 电磁铁是一种执行元件，它输入的是电能，输出的是机械能。电能和机械能的变换是通过具体的电磁铁结构来实现的。合理的电磁铁结构是能量变换效率提高的保证。电磁铁设计的任务是合理的确定电磁铁的各种结构参数。确定电磁铁的各种结构参数是一个相当复杂的任务，下面我们探讨确定电磁铁结构参数的一般方法。电磁铁吸合过程是一个动态过程,设计是以静态进行计算. 一、基本公式和一般概念 1、均匀磁场B= S Φ（T ） 2、磁势F=NI,电流和匝数的乘积（A ） 3、磁场强度H= L NI （A/m ），建立了电流和磁场的关系。 该公式适用于粗细均匀的磁路 4、磁导率μ= H B 建立了磁场强度和磁感应强度（磁通密度）的关系。 μ0=4π×10-7享/米 相对磁导率μr =0 μμ 5、 磁通Φ= M R NI 磁阻R M = s l μ 这称为磁路的欧姆定律，由于铁磁材料的磁导率μ不是常数，使用磁阻计算磁路并不方便，磁阻计算一般只用于定性。
6、磁感应强度的定义式B=qv F ，磁感应强度与力的关系。 7、真空中无限长螺线管B=μ0nI 。对于长螺线管，端面处的 B=21 μ0nI 。 面积Ⅰ为断电后剩留的能量，面积Ⅱ为作功前电磁铁储存的能量，面积Ⅲ为电磁铁作的功。
我们的目的是使Ⅰ和Ⅱ的面积最小，Ⅲ的面积最大。 面积Ⅰ表示电磁铁作完功后的剩磁，（1）减小面积Ⅰ可用矫顽力小的电铁。（2）提高制造精度，使吸合后气隙最小，但要防止衔铁粘住。 面积Ⅱ表示作功前所储存的能量，在衔铁位置一定时，取决于漏磁通，漏磁通大，面积Ⅱ就大。 9、机械效率 A K1= A A：输出的有效功 A0：电磁铁可能完成的最大功。 10、重量经济性系数 G K2= A G=电磁铁重量。 A0：电磁铁可能完成的最大功。 K2不仅取决于磁效率和机械效率，而且还取决于磁性材料的正确利用，电磁铁的类型和主要外形尺寸之间保持合理的比例关系。11、结构系数Kυ 每一类型的电磁铁，都有一定的吸力和行程。按最优设计方法设计的电磁铁重量最轻。一般来说，长行程的电磁铁比短行积的电磁铁长，吸力大的电磁铁比吸力小的电磁铁外径大。 为了按最小材料消耗率比较电磁铁，引入结构系数K J这个判据。
日本新电元SHINDENGEN公司一直致力于高品质，长寿命电磁铁螺线管的设计和制造，为保障原厂品质，工厂一直坚持在日本本土生产，在外国没有代工或者加工工厂。新电元SHINDENGEN公司为世界著名电磁铁制造商！ 我们代理销售日本原装进口新电元Shindengen全系列电磁铁，螺线管，旋转马达，旋转电机，长期备库存，单价全国最低，交期最短，我们是大陆唯一优质新电元电磁铁特约销售商，特约售后服务代理商，提供专业的选型技术服务。我们的工程师为你提供贴心的技术咨询服务和设计选型服务和电磁铁培训知识！ 新电元SHINDENGEN电磁铁马达电机使用案列 LED高速固晶机，LED固晶机专用编带机，LED高速分光机，全自动大功率高速分光机，LED焊接机常用型号F13035HL,M192C-6V,F192C-6V,M250C33P M301C30P,F13035HL,M25031H, M192-24V, M194-6V,M194-12V,M194-24V,，激光焊机用旋转电磁铁：M30134181R, M40137142R,M40137147R 弹簧机检查机用旋转电磁铁：M40137142R，M120169R，M40137147R，M120170R 分色分光机升级版，包装编带机升级版，分色分光机，包装编带机，自动开关包装机，自动绕线机，自动绕线点焊机，零件测试包装机，背膜机推挽式电磁铁：M194C-24V,M194C-12V, M194C-6V，F194C-24V,F194C-12V,F194C-6V; 钽电容测试分选机、切脚成型机、贴片三极管测试编带机用日本新电元Shindengen旋转电磁铁M59031137R ,马达电机M59031137RL长寿命型; 全自动分选式赋能机电容器设备，电容生产检测设备用日本新电元Shindengen旋转电磁铁M59031137R ,马达电机M59031137RL长寿命型； 石英晶体谐振器简易自动编带机:F13035HL,M25031H 双针拉链机，门襟缝纫机，高速自动拼接橡筋车:F13035HL 商标自动剪折机用、超声波剪折机、剪折机、商标切唛机、织唛剪折机、超声波剪折机、润超剪折机、多功能剪折机用M25031H;票据鉴别仪、硬币机、验钞机、点钞机用F13035HL LED编带机, 电容编带机F13035HL,M25031H；票据鉴别仪、硬币机、验钞机、点钞机用F13035HL；声波大功率焊接机/广东超声波大功率焊接机用M060414H 我们的电磁铁是大陆同品牌,同款电磁铁中最便宜的。原装进口日本新电元Shindengen电磁铁，质量有保障。一、应用范围: 广泛 应用与办公自动化机械，医药和科学仪器仪表及轻工等行业。电磁铁在日常生活中有极其广泛的应用。电磁铁是电流磁效应（电生磁）的一个应用，与生活联系紧密，如电磁继电器、电磁起重机、磁悬浮列车等。电磁铁可以分为直流电磁铁和交流电磁铁两大类型。如果按照用途来划分电磁铁，主要可分成以下五种：（1）牵引电磁铁——主要用来牵引机械装置、开启或关闭各种阀门，以执行自动控制任务。（2）起重电磁铁——用作起重装置来吊运钢锭、钢材、铁砂等铁磁性材料。（3）制动电磁铁——主要用于对电动机进行制动以达到准确停车的目的。（4）自动电器的电磁系统——如电磁继电器和接触器的电磁系统、自动开关的电磁脱扣器及操作电磁铁等。（5）其他用途的电磁铁——如磨床的电磁吸盘以及电磁振动器等。二、特点（1）微型电
电磁铁的设计计算 1原始数据 YDF-42 电磁铁为直流电磁铁工作制式为长期根据产品技术条件已知电磁铁的工作参数 额定工作电压UH=24V 额定工作电压时的工作电流IH ≤1A 2 测试数据 测试参数工作行程δ=1mm 吸力F=7.5kg 电阻R=3.5Ω 4 设计程序 根据已测绘出的基本尺寸通过理论计算确定线圈的主要参数并验算校核所设计出的电磁铁性能 4.1 确定衔铁直径dc 电磁铁衔铁的工作行程比较小因此电磁吸力计算时只需考虑表面力的作用已知工作行程δ=1mm 时的吸合力F=7.5kg 则电磁铁的结构因数 K = F／δ7.5／0.1=27 (1) 电磁铁的结构形式应为平面柱挡板中心管式 根据结构因数查参考资料，可得磁感应强度BP=10000 高斯 当线圈长度比衔铁行程大的多时,可以不考虑螺管力的作用,认为全部吸力都由表面力产生由吸力公式 F= （Bp/5000）2×Π／4×dc2 (2) 式中Bp磁感应强度(高斯) dc 活动铁心直径(毫米) 可以求得衔铁直径为 dc= 5800×F Bp = 5800×7.510000 =1.59cm=15.9mm 取dc=16 mm 4.2 确定外壳内径D2 在螺管式电磁铁产品中它的内径D2与铁心直径dc之比值n 约为2~ 3 ,选取n=2.7 D2=n ×dc=2.76×16=28.16 毫米(3) 式中D2 外壳内径毫米 4.3 确定线圈厚度 bk= D2?dc 2 ?Δ(4) 式中bk -----线圈厚度毫米 Δ------线圈骨架及绝缘厚度毫米今取Δ=1.7 毫米 bk= 28.16?16 2 ?1.7 =4.38毫米 今取bk=5 毫米 4.4 确定线圈长度 线圈的高度lk与厚度bk比值为β,则线圈高度
《电磁铁的磁力（二）》教学设计 王中梅 教学目标： 科学概念 1、电磁铁的磁力大小与使用的电池数量有关：电池少则磁力小，电池多则磁力大。（教学重点） 2、电磁铁的磁力大小与线圈（导线）粗细长短，铁芯粗细长短等因素有一定关系。（教学难点） 过程与方法 1、经历一个较深入的科学研究过程，提出问题，作出假设设计实验，进行检验，汇报交流，共享成果。 2、通过倾听，提问共享其他小组的研究成果。体会到交流与讨论能引发新的想法。 3、能用全班合作研究的成果，设计制作强力电磁铁。 情感、态度、价值观 培养严谨的科学态度，体会到开展合作的必要性和重要性。 教学准备 1、分小组准备：电池、电池盒、多股粗细不同的绝缘导线、 长短不同、粗细相同的铁螺栓（铁钉）, 长短相同、粗细不同的铁螺栓（铁钉） 大螺栓（铁钉）、串联电池用的导线、大头针 2、为全班准备：较大的铁螺栓、螺帽、4米以上多股绝缘导线。 教学过程 （一）复习旧知，导入课题 1、出示电磁铁的结构图 谈话：同学们，还记得电磁铁由哪几部分组成吗？（铁芯和线圈） 注意：电磁铁要产生磁性必须通电 2、提问：电磁铁的磁力大小与什么样的因素有关？有什么样的关系呢？（出示课件） 3、导入揭示课题：同学们，电磁铁的磁力大小除了和线圈圈数有关外，还可能和其它因素有关吗？这节课，我们继续研究影响电磁铁磁力大小的因素。 （板书课题：电磁铁的磁力）
（二）引导学生作出假设 学生猜测：根据电磁铁的组成部分进行猜测，电磁铁的磁力大小还可能和哪些因素有关？板书学生的猜测：①电池节数②导线粗细③铁芯粗细 （看学生的猜测情况来板书）④铁芯长短⑤导线长短 （三）小组检验所选择的假设 1、谈话：同学们，怎样证明你们的猜测是正确的呢？ 2、各小组根据自己的假设，拟定研究计划，并填好研究计划表（活动单一） 检验电磁铁磁力大小与关系的研究计划 3全班交流研究计划 4、小组实验，验证假设完成活动单二 电磁铁磁力大小与关系的实验记录表
电磁铁教案 教学目标： 1、知道什么是电磁铁。 2、能够做一个电磁铁并能发现电磁铁与永久磁铁的异同点。 3、能通过探究实验，概括出电磁铁磁力大小与电池的数量、线圈的匝数有关。 教学重点难点： 重点：认识电磁铁的基本性质。 难点：探究影响电磁铁磁力大小的因素。 教学准备：电池、导线、铁钉、大头针、实验记录表 教学过程： 一、揭示课题 师：同学们，看（举起磁铁）还认识吗？它能干什么？（吸铁）演示吸桌上的回形针。 师：同学们，今天老师还带来了一个特殊的装置。老师让它吸大头针，它就吸；让它放，它就放。想不想见识一下？ 师演示电磁铁，吸、放大头针。（同时提醒学生注意观察，在什么时候吸大头针，什么时候放大头针。） 师：给它通电就能当磁铁用，真是奇怪！这个奇怪的家伙还没有名字呢？你能根据它的特点给它起个名字吗？（电磁铁）我们的科学家给它起的名字也叫电磁铁。 二、自制“电磁铁”——提出问题 1、师：小科学家们，想自已做一个电磁铁吗？ 2、教师介绍制作方法。 3、学生动手绕制电磁铁。 4、学生完成电磁铁后，测测能吸多少根大头针？
5、学生汇报吸回形针的个数。 6、（老师随机板书个数）怎么会有的吸的多，有的吸的少呢？ 三、作出猜测 师：那么电磁铁磁力大小与哪些因素有关呢？ 学生讨论，作出猜测。学生可能猜测：（1）线圈匝数；（2）电池节数；（3）导线粗细；（4）铁芯的粗细；（5）导线的长短……（师相机板书） 四、制订研究方案 1、过渡：要想验证我们的猜测，还得怎么办？（做实验）老师告诉你们，这个实验可难做了。稍有不注意，结果就会不准确。你们有信心做好吗？（学生齐声“有”） 2、那老师可得考考你们。选择一个因素让学生讨论研究方案。 3、汇报、讨论方案。师生提出补充修改意见。各组完善自己的方案。 五、实验操作 出示实验要求： （1）小组成员之间要互相合作，互相帮助； （2）认真研究发现问题并及时记录； （3）注意研究，结束或暂时停止时，要把电路断开。 学生选择材料实验。（教师参与小组活动并适时指导，注意普遍性） 六、汇报交流 1、小组代表上台汇报。（实物展示记录结果） 2、教师根据汇报相机板书。并总结出影响电磁铁磁力大小的原因。 七、拓展延伸 由于课堂时间有限，还有许多因素没有去研究，课后运用我们今天的探究方法，进一步研究我们所提出的其它的问题以及电磁铁的有关知识。
第一章常用低压电器 电器：电能的生产、输送、分配与应用起着控制、调节、检测和保护的作用。 根据外界的信号和要求，自动或手动接通或断开电路，断续或连续地改变电路参数，以实现对电路或非电路对象的切换、控制、保护、检测、变换和调节用的电气设备。 定义：一种能控制电能的器件。 第一节电磁式低压电器的结构和工作原理 ●低压电器：用于交流1200V、直流1500V以下电路的器件 ●高压电器：用于交流1200V、直流1500V以上电路的电器。 电力传动系统的组成： 1）主电路：由电动机、（接通、分断、控制电动机）接触器主触点等电器元件所组成。 特点：电流大 2）控制电路：由接触器线圈、继电器等电器元件组成。 特点：电流小 ●任务：按给定的指令，依照自动控制系统的规律和具体的工艺要求对主电路进行控制。 一、低压电器的分类 1、按使用的系统
1）低压配电电器 用于低压供电系统。电路出现故障（过载、短路、欠压、失压、断相、漏电等）起保护作用，断开故障电路。（动动稳定性、热稳定性） 例如：低压断路器、熔断器、刀开关和转换开关等。 2）低压控制电器 用于电力传动控制系统。能分断过载电流，但不能分断短路电流。（通断能力、操作频率、电气和机械寿命等） 例如：接触器、继电器、控制器及主令电器等。 2、按操作方式 1）手动电器：刀开关、按钮、转换开关 2）自动电器：低压断路器、接触器、继电器 3、按工作原理 1）电磁式电器：电磁机构控制电器动作 2）非电量控制电器：非电磁式控制电器动作 ◆电磁式电器由感测和执行两部分组成。 感测部分（电磁机构）：接受外界输入的信号，使执行部分动作，实现控制的目的。 执行部分：触点系统。 二、电磁机构
电磁阀原理图解 电磁阀原理上分为三大类：直动式、分步直动式、先导式。 一、直动式电磁阀 原理：常闭型通电时，电磁线圈产生电磁力把敞开件从阀座上提起，阀门打开；断电时，电磁力消失，弹簧把敞开件压在阀座上，阀门敞开。（常开型与此相反） 特点：在真空、负压、零压时能正常工作，但通径一般不超过25mm。
二、分步直动式电磁阀 原理：它是一种直动和先导式相结合的原理，当入口与出口没有压差时，通电后，电磁力直接把先导小阀和主阀关闭件依次向上提起，阀门打开。当入口与出口达到启动压差时，通电后，电磁力先导小阀，主阀下腔压力上升，上腔压力下降，从而利用压差把主阀向上推开；断电时，先导阀利用弹簧力或介质压力推动关闭件，向下移动，使阀门关闭。 特点：在零压差或真空、高压时亦能可动作，但功率较大，要求必须水平安装。
三、间接先导式电磁阀
原理：通电时，电磁力把先导孔打开，上腔室压力迅速下降，在敞开件周围形成上低下高的压差，流体压力推动敞开件向上移动，阀门打开；断电时，弹簧力把先导孔敞开，入口压力通过旁通孔迅速腔室在关阀件周围形成下低上高的压差，流体压力推动敞开件向下移动，敞开阀门。 特点：体积小，功率低，流体压力范围上限较高，可任意安装(需定制)但必须满足流体压差条件 工作原理 电磁阀里有密闭的腔，在不同位置开有通孔，每个孔连接不同的油管，腔中间是活塞，两面是两块电磁铁，哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边，通过控制阀体的移动来开启或关闭不同的排油孔，而进油孔是常开的，液压油就会进入不同的排油管，然后通过油的压力来推动油缸的活塞，活塞又带动活塞杆，活塞杆带动机械装置。这样通过控制电磁铁的电流通断就控制了机械运动。
电磁铁设计
直流电磁铁设计
直流电磁铁设计 电磁铁是一种执行元件，它输入的是电能，输出的是机械能。电能和机械能的变换是通过具体的电磁铁结构来实现的。合理的电磁铁结构是能量变换效率提高的保证。电磁铁设计的任务是合理的确定电磁铁的各种结构参数。确定电磁铁的各种结构参数是一个相当复杂的任务，下面我们探讨确定电磁铁结构参数的一般方法。电磁铁吸合过程是一个动态过程,设计是以静态进行计算. 一、基本公式和一般概念 1、均匀磁场B= S Φ （T ） 2、磁势F=NI,电流和匝数的乘积（A ） 3、磁场强度H= L NI （A/m ），建立了电流和磁场的关系。 该公式适用于粗细均匀的磁路 4、磁导率μ= H B 建立了磁场强度和磁感应强度（磁通密度）的关系。 μ0=4π×10-7享/米 相对磁导率μr =0 μμ 5、 磁通Φ= M R NI 磁阻R M = s l μ 这称为磁路的欧姆定律，由于铁磁材料的磁导率μ不是常数，使用磁阻计算磁路并不方便，磁阻计算一般只用于定性。
6、磁感应强度的定义式B= qv F ，磁感应强度与力的关系。 7、真空中无限长螺线管B=μ0nI 。对于长螺线管，端面处的 B=2 1μ0nI 。 面积Ⅰ为断电后剩留的能量，面积Ⅱ为作功前电磁铁储存的能量，面积Ⅲ为电磁铁作的功。
我们的目的是使Ⅰ和Ⅱ的面积最小，Ⅲ的面积最大。 面积Ⅰ表示电磁铁作完功后的剩磁，（1）减小面积Ⅰ可用矫顽力小的电铁。（2）提高制造精度，使吸合后气隙最小，但要防止衔铁粘住。 面积Ⅱ表示作功前所储存的能量，在衔铁位置一定时，取决于漏磁通，漏磁通大，面积Ⅱ就大。 9、机械效率 A K1= A A：输出的有效功 A0：电磁铁可能完成的最大功。 10、重量经济性系数 G K2= A G=电磁铁重量。 A0：电磁铁可能完成的最大功。 K2不仅取决于磁效率和机械效率，而且还取决于磁性材料的正确利用，电磁铁的类型和主要外形尺寸之间保持合理的比例关系。11、结构系数Kφ 每一类型的电磁铁，都有一定的吸力和行程。按最优设计方法设计的电磁铁重量最轻。一般来说，长行程的电磁铁比短行积的电磁铁长，吸力大的电磁铁比吸力小的电磁铁外径大。 为了按最小材料消耗率比较电磁铁，引入结构系数K J这个判据。
电磁铁教案 【教学目标】 1．知识与技能 ●了解什么是电磁铁。知道电磁铁的特征和工作原理。 ●了解影响电磁铁磁性强弱的因素。 2．过程与方法 ●经历探究电磁铁的过程，体会控制变量的方法。 ●体会交流和评估在科学探究中的重要作用。 3．情感态度与价值观 ●体验探索科学的乐趣，培养主动与他人交流合作的精神。 ●认识物理在生活、生产、科学技术的广泛应用，激发学习物理的积极 性。 【教学重难点】 重点：培养学生设计实验，交流评估的能力。 难点：培养学生科学设计实验方案，大胆交流评估的能力。 【教学方法】 探究、实验、讨论法 【教学器材】 投影仪、PowerPoint课件、实物展台、电脑演示实验仪器电源 (6V)，开关，滑动变阻器(20Ω 2A)，电流表，一盒大头针，两个线圈匝数相同、铁芯粗细不同的电磁铁，导线，匝数可变的电磁铁。分组实验仪器电源(6V)，开关，滑动变阻器(20Ω 2A)，电流表，一盒大头针，导线8根，
课前发给每组学生：4寸大铁钉两个， 5mm漆包线1.5m一根，0.75m 一根。 教学流程图 教学程序内容与教师活动学生活动设计依据 一、引入新课(2分钟) 分别在竹筷和铁钉上紧密绕上电线或漆包线，用它们分别吸引大头针师：上节课，老师布置各组同学分别制作两个线圈匝数不同的电磁铁，都做好了吗？老师检查一下。（鼓励表扬做得好的） 师：谁能说说你是怎样制作的？ 师：你知道电磁铁是由哪两部分构成的吗？（板书：1.构成：线圈+铁芯）师：线圈插入铁芯后磁性大大增强，这节课我们就通过实验来研究电磁铁。 二、进入新课，科学探究 (3分钟)师：现在就请同学们试着把其中一个电磁铁连入电路，看你制作的电磁铁能不能吸引大头针，能吸多少。同组同学可以先讨论如何连，再动手操作。（师巡回，对确实有困难的指点，强调连接电路开关要断开。） 师：哪组做完了，请告诉老师你们组吸引大头针的个数，并说明用的是线圈匝数多的还是线圈匝数少的。（记录三组数据在黑板上） 师：同学们都做完了吗？请断开开关。你们制作的电磁铁都能吸引大头针吗？在实验中你们有没有发现什么问题？（提示学生回答并板书：2. 特性：磁性有无通断电） 师：吸引大头针数量不同表明什么？
电磁铁的结构及工作原理 1．电磁铁的工作原理与典型结构 电磁铁的结构形式很多，如图所示。 按磁路系统形式可分为拍合式、盘式、E形和螺管式。按衔铁运动方式可分为转动式如图(a)所示和直动式如图(b)、(c)、(d)所示。 电磁铁的基本工作原理： 当线圈通电后，铁心和衔铁被磁化，成为极性相反的两块磁铁，它们之间产生电磁吸力。当吸力大于弹簧的反作用力时，衔铁开始向着铁心方向运动。当线圈中的电流小于某一定值或中断供电时，电磁吸力小于弹簧的反作用力，衔铁将在反作用力的作用下返回原来的释放位置。 电磁铁是利用载流铁心线圈产生的电磁吸力来操纵机械装置，以完成预期动作的一种电器。它是将电能转换为机械能的一种电磁元件。 电磁铁主要由线圈、铁心及衔铁三部分组成，铁心和衔铁一般用软磁材料制成。铁心一般是静止的，线圈总是装在铁心上。开关电器的电磁铁的衔铁上还装有弹簧，如图所示。
2．电磁铁的分类 按其线圈电流的性质可分为直流电磁铁和交流电磁铁；按用途不同可分为牵引电磁铁、制动电磁铁、起重电磁铁及其他类型的专用电磁铁。 牵引电磁铁主要用于自动控制设备中，用来牵引或推斥机械装置，以达到自控或遥控的目的；制动电磁铁是用来操纵制动器，以完成制动任务的电磁铁；起重电磁铁是用于起重、搬运铁磁性重物的电磁铁。 3．电磁铁根据所用电源的不同，有以下三种： ①交流电磁铁。阀用交流电磁铁的使用电压一般为交流220V，电气线路配置简单。交流电磁铁启动力较大，换向时间短。但换向冲击大，工作时温升高(外壳设有散热筋)；当阀芯卡住时，电磁铁因电流过大易烧坏，可靠性较差，所以切换频率不许超过30次／min，寿命较短。 ②直流电磁铁。直流电磁铁一般使用24V直流电压，因此需要专用直流电源。其优点是不会因铁芯卡住而烧坏(其圆筒形外壳上没有散热筋)，体积小，工作可靠，允许切换频率为120次／min，换向冲击小，使用寿命较长。但启动力比交流电磁铁小。 ③本整型电磁铁。本整型指交流本机整流型。这种电磁铁本身带有半波整流器，可以在直接使用交流电源的同时，具有直流电磁铁的结构和特性。 1、首先是电源设计，即线圈两端的电压。建议使用直流电源，因为直流电流可 以保证次吸力稳定，没有交变。介于你设计的磁吸力小，可选用5-12V直流电源（电压越大，反应速度越快）。 2、绕线组材料的选取，如果设计要求绕线组质量轻，则可选择漆包铝线。一 般情况下，选择漆包铜线，因为铜的电阻率低。 3、考虑绕线组的发热，绕线组是有电阻的，其发热功率P=U*U/R（U为电源 电压）。 4、选用横截面积合适的导线作为绕线组。 5、磁吸力F∝磁感应强度B，而B∝I*N（电流与匝数的乘积），而I=U/R，
电磁铁 教学目标： 过程与方法 ●能够根据所给的材料制作一个电磁铁； ●能够做电磁铁的磁力大小跟哪些因素有关的实验； ●能够对电磁铁的两极变化进行探究。 知识与技能 ●知道什么是电磁铁； ●知道电磁铁的磁力大小与电池的电量、导线缠绕的圈数有关； 情感、态度与价值观 ●积极主动地研究电磁铁，体会探究的乐趣； ●乐于合作与交流。 教师准备：导线、铁钉（用火烧过的）、回形针、指南针、电视资料 学生准备：电池 教学过程设计 一、制作电磁铁4+6 （出示一包木屑与回形针的混合物） 1．导入：今天老师不小心把一些回形针掉到了一包木屑里，同学们有什么办法能快速的分开它们？ 学生可能提出用磁铁把大头针吸上来。 （注：用水分，用火分，用筛子分，用磁铁分等） （评：你真聪明。你能会动脑筋。你的这个方法很棒。） 2．同学们的方法很好。（鼓励）还有没有其他的方法？老师还有一种办法。睁大你的眼睛。演示（像魔术师一样）： （将一个电磁铁放在盒子中，启动电磁铁，吸引回形针） 刚才我们看到的这个魔术其实就是我们今天要学习的电磁铁。（板书） 同学们看一看，这个装置有那几个部分组成的呢？（观察） 1、导线 2、铁芯 3、电池 4、开关（板书）（交流） 电磁铁在什么状况下会产生磁性呢？（讨论1分钟） 3、学生交流 你想不想也拥有这样神奇的电磁铁呢？你知道怎么做的吗？各组讨论一下交流各组的意见教师小结：出示示意图讲解 【1、指导电池放置的位置】 【2、指导线圈绕的方式。（同一方向和整齐）】 【3、电路的连接方法。（电池→开关→缠绕导线的铁芯）】 【4、让我们填写好我们的实验报告单，注意在本小组中分配好工作，还要注意报告单上面有五角星的操作步骤。】 4．学生尝试制作并验证电磁铁吸铁。请同学记得自己绕了多少圈？（为了提高效果，最好不要少于40圈）吸引了几个回形针. 学生实验报告单（一） 4、学生报告自己的实验报告，教师询问多个小组（4组） （板书学生绕制的圈数和吸引回形针的数量。） 二、研究电磁铁的磁力大小跟哪些因素有关6+15
直流电磁铁设计
直流电磁铁设计 电磁铁是一种执行元件，它输入的是电能，输出的是机械能。电能和机械能的变换是通过具体的电磁铁结构来实现的。合理的电磁铁结构是能量变换效率提高的保证。电磁铁设计的任务是合理的确定电磁铁的各种结构参数。确定电磁铁的各种结构参数是一个相当复杂的任务，下面我们探讨确定电磁铁结构参数的一般方法。电磁铁吸合过程是一个动态过程,设计是以静态进行计算. 一、基本公式和一般概念 1、均匀磁场B= S Φ （T ） 2、磁势F=NI,电流和匝数的乘积（A ） 3、磁场强度H= L NI （A/m ），建立了电流和磁场的关系。 该公式适用于粗细均匀的磁路 4、磁导率μ= H B 建立了磁场强度和磁感应强度（磁通密度）的关系。 μ0=4π×10-7享/米 相对磁导率μr =0 μμ 5、 磁通Φ= M R NI 磁阻R M = s l μ 这称为磁路的欧姆定律，由于铁磁材料的磁导率μ不是常数，使用磁阻计算磁路并不方便，磁阻计算一般只用于定性。
6、磁感应强度的定义式B= qv F ，磁感应强度与力的关系。 7、真空中无限长螺线管B=μ0nI 。对于长螺线管，端面处的 B=2 1μ0nI 。 面积Ⅰ为断电后剩留的能量，面积Ⅱ为作功前电磁铁储存的能量，面积Ⅲ为电磁铁作的功。
我们的目的是使Ⅰ和Ⅱ的面积最小，Ⅲ的面积最大。 面积Ⅰ表示电磁铁作完功后的剩磁，（1）减小面积Ⅰ可用矫顽力小的电铁。（2）提高制造精度，使吸合后气隙最小，但要防止衔铁粘住。 面积Ⅱ表示作功前所储存的能量，在衔铁位置一定时，取决于漏磁通，漏磁通大，面积Ⅱ就大。 9、机械效率 A K1= A A：输出的有效功 A0：电磁铁可能完成的最大功。 10、重量经济性系数 G K2= A G=电磁铁重量。 A0：电磁铁可能完成的最大功。 K2不仅取决于磁效率和机械效率，而且还取决于磁性材料的正确利用，电磁铁的类型和主要外形尺寸之间保持合理的比例关系。11、结构系数Kφ 每一类型的电磁铁，都有一定的吸力和行程。按最优设计方法设计的电磁铁重量最轻。一般来说，长行程的电磁铁比短行积的电磁铁长，吸力大的电磁铁比吸力小的电磁铁外径大。 为了按最小材料消耗率比较电磁铁，引入结构系数K J这个判据。
传感器技术
模块一传感器(Sensor) 知识要求: 1、传感器组成及工作原理; 2、分类、输出特性、和负载的连接。 技能要求: 1、掌握光电、电感、电容和磁场式传感器的正确使用; 2、掌握传感器的串联、并联回路控制负载。 1．1 传感器基本知识 1．1．1 定义 传感器是自动检测装置中直接感受被测量, 并将它转换成可用信号输出的器件。 ①自动检测在自动化装置构成的系统中是必不可少的。 ②直接感受被测量, 表明传感器和被测量之间没有其它感受器件。 ③实际的被测量中多数是非电量, 当然也可能是电量。 ④输出的可用信号, 是与被测量有确定对应关系的电量, 一般为电压、电流。1．1．2 组成 辅助电源 图1．1传感器组成 ①敏感元件是传感器中直接感受被测量并输出与被测量成确定关系的其它量的元件。其作用是检测感应被测物体信息。 ②转换元件是只感受由敏感元件输出的与被测量成确定关系的其它量并将其转换成电量输出的元件。其作用是把被测物体信息转换为可用输出信号( 电量) 。 ③辅助元件: 辅助电源, 固定、支撑件等。
1．1．3 应用 代替人的五种感觉( 视、 听、 嗅、 味、 触) 器官。 1．1．4 分类 按输出信号的性质分: 数字量传感器、 模拟量传感器。 1．1．5 数字量传感器输出特性 ( 1) NPN 型: 传感器的转换元件的输出管为NPN 型。 ①传感器的负载( 灯) 接在传感器电源正极( +DC24V) 和传感器输出信号端之间; ②未感应时传感器输出管截止, 输出端输出逻辑电平”1”( +DC24V) , 负载不工作; ③有感应时传感器输出管导通, 输出端输出逻辑电平”0”( 0V) , 负载得电工作。 ( 2) PNP 型: 传感器的转换元件的输出管为PNP 型。 ①传感器的负载( 灯) 接在传感器输出信号端和传感器电源负极( 0V) 之间; ②未感应时传感器输出管截止, 输出端输出逻辑电平”0”( 0V) , 负载不工作; ③有感应时传感器输出管导通, 输出端输出逻辑电平”1”( +DC24V) , 负载 得电工作。 蓝 黑红 蓝黑红负载 接近开关电路接 近 开 关 电 路负载（）输出特性为型（）输出特性为型 图1．2 以电感式接近开关为例的传感器输出特性 1．2 光电式传感器
一丶电磁阀工作原理 ： 电磁阀里有密闭的腔，在不同位置开有通孔，每个孔都通向不同 的油管，腔中间是阀，两面是两块电磁铁，哪面的磁铁线圈通电阀体 就会吸引到哪边， 然后通过控制阀体的移动来档住或漏出不同的排油 的孔，而进油孔是常开的，液压油就会进入不同的排油管，通过油的 压力来推动油缸的活塞，活塞又会带动活塞杆，活塞杆带动机械装置 动。这样通过控制电磁铁的电流通断就控制了机械运动。 二丶电磁阀的分类： 电磁阀按照气路数可分为：两位两通，两位三通，两位四通，两 位五通，另外电磁阀又可分为单电控和双电控，指的是电磁线圈的个 数，单线圈的称为单电控，双线圈的称为双电控，两位两通，两位三 通一般时是单电控 （单线圈） ， 两位四通， 两位五通可以是单电控 （单 线圈） ，也可以是双电控（双线圈） 。从工作原理上可分为三大类：直 动式、分步直动式、先导式。而从阀瓣结构和材料上的不同与原理上 的区别又分为六个分支小类：直动膜片结构、分步直动膜片结构、先 导膜片结构、直动活塞结构、分步直动活塞结构、先导活塞结构。 1.两位两通电磁阀 （1）两位两通电磁阀工作原理：就是一个直通的开关阀，就跟普 通的阀门一样，只是手动的、气动的、电动的区别，电磁阀就是电动 的（通常是仪表电，24V 的。通常意义的电动阀应该是市电，220V 的） ，但明确的一点，它是两位式的，要么全开，要么全关。这个在 有些自动点火的点火枪的燃料管线上可以看到。?
2.两位三通电磁阀 （1）两位三通电磁阀简介：二位三通电磁阀是两个位置三个通 气口，其中一个为进气口（P） ，另两个为出气口（A/B)，当电磁阀得 电励磁是，P 和 A 通，失电时 P 和 B 通两位指阀芯有两个位置，三通 就是三个口，一个进气口，P 口，或者 1 口，一个工作口，2 口，一 个排气口，3 口。分为常开常闭。常开工作原理就是通电后，阀芯产 生动作，开启气路，断电之后阀芯复位，关闭气路。符号见下图。?
（2）两位三通电磁阀工作原理： 1 一进二出：(ZC2/31)当电磁阀线圈通电时，出介质端(2)第一路 ○ 打开，第二路(3)关闭；当电磁阀线圈断电时，出介质端第一路(2)关 闭，第二路(3)打开。 2 二进一出：(ZC2/32)当电磁阀线圈通电时，进介质端第一路(2) ○ 打开，第二路(3)关闭；当电磁阀线圈断电时，进介质端第一路(2)关 闭，第二路(3)打开；(此内阀两进口端前必需加单向阀)。 3 一进一出：常闭式(ZC2/3)‐‐‐当电磁阀线圈通电时，接口 2 通向 ○ 接口 1，接口 3 关闭；当电磁阀线圈断电时，接口 2 关闭，接口 1 通 向接口 3；常开式(ZC2/3K)当电磁阀线圈断电时，接口 3 通向接口 1， 接口 2 关闭； 当电磁阀线圈通电时， 接口 3 关闭， 接口 1 通向接口 2；?
直流电磁铁设计 共 26 页 编写： 校对： 直流电磁铁设计 电磁铁是一种执行元件，它输入的是电能，输出的是机械能。电能和机械能的变换是通过具体的电磁铁结构来实现的。合理的电磁铁结构是能量变换效率提高的保证。电磁铁设计的任务是合理的确定电磁铁的各种结构参数。确定电磁铁的各种结构参数是一个相当复杂的任务，下面我们探讨确定电磁铁结构参数的一般方法。电磁铁吸合过程是一个动态过程,设计是以静态进行计算. 一、基本公式和一般概念 1、均匀磁场B=S Φ（T ） 2、磁势F=NI,电流和匝数的乘积（A ） 3、磁场强度H=L NI （A/m ），建立了电流和磁场的关系。 该公式适用于粗细均匀的磁路 4、磁导率μ=H B 建立了磁场强度和磁感应强度（磁通密度）的关系。 μ0=4π×10-7享/米 相对磁导率μr = μμ 5、 磁通Φ=M R NI
磁阻R M =s l 这称为磁路的欧姆定律，由于铁磁材料的磁导率μ不是常数，使用磁阻计算磁路并不方便，磁阻计算一般只用于定性。 6、磁感应强度的定义式B=qv F ，磁感应强度与力的关系。 7、真空中无限长螺线管B=μ0nI 。对于长螺线管，端面处的 B=2 1μ0nI 。 8、磁效率 当电磁铁接上电源，磁力还不足克服反力，按0～2的直线进行磁化，达到期初始工作点2。当磁力克服反力使气隙减小直至为零时，工作点由2～3。断电后工作点由3～0。 面积Ⅰ为断电后剩留的能量，面积Ⅱ为作功前电磁铁储存的能量，面积Ⅲ为电磁铁作的功。 我们的目的是使 Ⅰ和Ⅱ的面积最小，Ⅲ的面积最大。 面积Ⅰ表示电磁铁作完功后的剩磁，（1）减小面积Ⅰ可用矫顽力小的电铁。（2）提高制造精度，使吸合后气隙最小，但要防止衔铁粘住。 面积Ⅱ表示作功前所储存的能量，在衔铁位置一定时，取决于漏磁通，漏磁通大，面积Ⅱ就大。 9、机械效率 K 1=0A A A ：输出的有效功
电磁铁参数计算方式 (2012-02-17 11:00:53) 标签： 文化 为确保您所使用的螺线管式电磁铁（包括我们通常所说的各式旋转电磁铁、推拉式电磁铁、直动式电磁铁、圆管式电磁铁等能可靠的工作和达到应有的寿命，我们在选用各种螺线管式电磁铁时，应注意以下几个方面： 1、螺线管式电磁铁都是以直流电工作的，因此当工作电源为交流电时，请使用全波整流方式将交流电转换为直流电； 2、通电率（或通电持续率），是用线圈通电时间和断开时间的比率来表示： 除通电率之外，有时还注出了每一次的最长通电时间的规定，这都是为防止线圈温度过度上升，从而导致螺线管电磁铁动作失误或寿命的减短，因此务必请在低于规定的数值下使用。 3、线圈中通过的电流值和线圈的圈数的乘积算做安培匝数。各种螺线管式电磁铁的线圈数据中对应每个通电率周期都提供有参数值，螺线管式电磁铁的机械输出力的大小与其安培匝数成正比。 4、随着线圈温度的变化会引起螺线管电磁铁总体性能的变化。当线圈接通电源施加上电压后，线圈的温度会逐渐上升，线圈的电阻也就随之增加，通过线圈的电流会降低，从而，造成安培匝数的减少，螺线管电磁铁的机械输出功率也就变小。一般产品样本或目录上所列的线圈数据和特性数据，均以环境温度20℃时为依据，线圈温度和线圈电阻，安培匝数之间的关系如表1所示。 线圈温度（℃）-40 -20 0 20 40 60 80 100 120 电阻系数0.764 0.843 0.921 1 1.079 1.157 1.236 1.314 1.393 安培匝数比 1.309 1.186 1.086 1 0.927 0.864 0.809 0.761 0.718 线圈温升是按电器温升检 测试验标准检测并以下式计算 确定式中： 100% 50% 25% 10%
一、引言 电磁铁是一种执行元件，它输入的是电能，输出的是机械能。电能和机械能的变换是通过具体的电磁铁结构来实现的。合理的电磁铁结构是能量变换效率提高的保证。电磁铁设计的任务是合理的确定电磁铁的各种结构参数。确定电磁铁的各种结构参数是一个相当复杂的任务，下面我们探讨确定电磁铁结构参数的一般方法。电磁铁吸合过程是一个动态过程,设计是以静态进行计算. 电磁铁有许多优点：电磁铁磁性的有无可以用通、断电流控制；磁性的大小可以用电流的强弱或线圈的匝数来控制；也可改变电阻控制电流大小来控制磁性大小；临朐昌盛磁电它的磁极可以由改变电流的方向来控制，等等。即：磁性的强弱可以改变、磁性的有无可以控制、磁极的方向可以改变,磁性可因电流的消失而消失。 电磁铁是电流磁效应（电生磁）的一个应用，与生活联系紧密，如电磁继电器、电磁起重机、磁悬浮列车、电磁流量计等。电磁铁可以分为直流电磁铁和交流电磁铁两大类型。如果按照用途来划分电磁铁，主要可分成以下五种：（1）牵引电磁铁──主要用来牵引机械装置、开启或关闭各种阀门，以执行自动控制任务。（2）起重电磁铁──用作起重装置来吊运钢锭、钢材、铁砂等铁磁性材料。（3）制动电磁铁──主要用于对电动机进行制动以达到准确停车的目的。（4）自动电器的电磁系统──如电磁继电器和接触器的电磁系统、自动开关的电磁脱扣器及操作电磁铁等。（5）其他用途的电磁铁──如磨床的电磁吸盘以及电磁振动器等。
二、基本公式和一般概念 1、均匀磁场B= S Φ （T ） 2、磁势F=NI,电流和匝数的乘积（A ） 3、磁场强度H=L NI （A/m ），建立了电流和磁场的关系。 该公式适用于粗细均匀的磁路 4、磁导率μ=H B 建立了磁场强度和磁感应强度（磁通密度）的关系。 μ0=4π×10-7享/米 相对磁导率μr = μμ 5、磁通Φ= M R NI 磁阻R M = s l μ 这称为磁路的欧姆定律，由于铁磁材料的磁导率μ不是常数，使用磁阻计算磁路并不方便，磁阻计算一般只用于定性。 6、磁感应强度的定义式B= qv F ，磁感应强度与力的关系。 7、真空中无限长螺线管B=μ0nI 。对于长螺线管，端面处的 B=2 1 μ0nI 。 8、磁效率 图1-1 电磁铁工作循环图
精心整理 直流电磁铁设计 共26页 编写： 1234、磁导率μ= H B 建立了磁场强度和磁感应强度（磁通密度）的关系。 μ0=4π×10 -7 享/米相对磁导率μr = μμ 5、 磁通Φ= M R NI
磁阻R M = s l 这称为磁路的欧姆定律，由于铁磁材料的磁导率μ不是常数，使用磁阻计算磁路并不方便，磁阻计算一般只用于定性。 6、磁感应强度的定义式B= qv F ，磁感应强度与力的关系。 7 8（2）9、机械效率 K 1= 0A A A ：输出的有效功 A0：电磁铁可能完成的最大功。 10、重量经济性系数
G K2= A G=电磁铁重量。 A0：电磁铁可能完成的最大功。 K2不仅取决于磁效率和机械效率，而且还取决于磁性材料的正确利用，电磁铁的类型和主要外形尺寸之间保持合理的比例关系。 11 K Q 12 一部分用来建立磁场，当电流达到稳定值后，磁场的能量不再增加，电磁铁从电源吸收的能量全部消耗于线圈子的发热上，磁场的能量用来产生吸力和作功。 13、工作制 （1）热平衡公式 热平衡公式：Pdt=CGdτ+μsτdt
式中：Pdt供给以热体的功率和时间 CGdτ-提高电磁铁本身温度的热量。C-发热体比热 G-发热体质量dτ-在dt时间内电磁铁较以前升高的温度。 μsτdt-发散到周围介质中的热量。μ-散热系数。S-散热面积。τ-电磁铁超过周围介质的温度。 （2 升。 （3 度达不到温升τy。工作停止后,产品的温度又降到周围介质温度。短期工作制CGdτ（产品本身热容）是主要的方面。 短期工作制电流密度按13～30A/mm2。 重复短期工作制：产品工作和停止交替进行，工作时产品温度达不到温升τy，停止时产品降不到周围介质温度。