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物理课堂教学设计类案例《电磁铁》课堂教学设计案例《电磁铁》课堂教学设计案例【课题】人教版八年级物理下册第九章第四节《电磁铁》【教学目标】1、知识和技能了解什么是电磁铁，学会制作电磁铁，认识影响电磁铁磁性的因素。
2、过程和方法经历探究影响电磁铁磁性的因素的过程，能表达自己的观点，初步具有评估和听取反馈意见的意识。
3、情感态度与价值观具有“从生活走向物理，从物理走向社会”的意识，养成主动与他人交流合作的精神，树立勇于有根据的怀疑、大胆想象的科学态度。
【教学重点】1、探究影响电磁铁磁性的因素。
2、电磁铁的优越性与应用实例。
【教学难点】1、如何引导学生自主探究电磁铁磁性与影响因素的关系。
2、如何引导学生将电磁铁应用于生活和生产中，让学生感知学以致用，即物理知识来源于生活，又应用于生活。
【教具准备】教学资源光盘、课件【学具准备】干电池三节，大铁钉两枚，大钢钉一枚，铝筒一个，漆包线（Im和1. 2m各一根），小刀一把，电流表一只，大头针适量，开关、滑动变阻器一只。
［教学过程］一、引入：从生活走向物理1、观看录像，画面上出现电磁起重机搬运铁块的现场。
看完请同学们议一议，你们看到了什么？这台起重机是利用什么来搬运铁块的？（学生根据已有的知识及在小学阶段对电磁铁的认识，会很快的回答出这是利用了电磁铁来搬运铁块的）2、继续引导学生：对于电磁铁大家还想知道什么呢？（尊重学生已有知识，并锻炼学生提出问题的能力。
学生们的问题将是很多的，如：什么是电磁铁？电磁铁是怎样工作的？通过它的电流是不是很大？甚至电磁铁磁性的强弱受什么影响等等）同学们对这么多的问题感兴趣，很好。
这节课希望同学们能解决这些问题，同时又产生许多新的问题。
（评：联系实际，激发兴趣）二、制作电磁铁1、大家想不想自己制作一个电磁铁？（学生兴趣高涨，积极回应）2、请同学们阅读课本，知道什么叫电磁铁、怎样制作电磁铁。
依照课本的指导，自主选择器材。
并提醒学生用小刀将两头的绝缘漆刮掉，同时注意安全（大约八、九分钟后，各组都制作完毕。
《制作电磁铁》作业设计方案第一课时一、设计目的本次实验旨在让学生了解电磁铁的基本原理和制作方法，通过亲自动手操纵材料，制作出一个能够产生磁场的电磁铁，并观察其在不同电流强度下的磁性效果。
通过本实验，学生将加深对电磁学的理解，并培养实验动手能力。
二、实验材料1. 电磁铁的铁芯：可使用铁钉或者铁条作为材料，长度约10厘米。
2. 绕线：细铜线，长度约1米。
3. 电池：干电池或者充电电池，电压为1.5伏。
4. 电线：用于连接电磁铁的电线。
三、实验步骤1. 将铁芯放置在桌子上，确保其垂直于桌面。
2. 将绕线绕在铁芯上，绕几层后，两端留出一段电线。
3. 将电线的一端连接到正极，另一端连接到负极，观察电磁铁是否产生磁场。
4. 调节电流强度，观察磁场的变化。
四、实验初步预期结果1. 当电流通过绕线时，铁芯将具有一定的磁性，能够吸引铁磁物质。
2. 随着电流强度的增加，磁场强度也会增加。
3. 当断开电流时，铁芯将失去磁性。
五、实验注意事项1. 在操作实验时，要小心绝缘处理，避免触电或短路。
2. 注意控制电流强度，以免过载或者损坏电池。
3. 在操作实验时，注意绕线的细节，确保绕线紧密并均匀。
六、实验拓展1. 学生可以尝试使用不同材料制作电磁铁，观察其磁性效果有何不同。
2. 学生可以尝试调节电流强度，观察其对磁场强度的影响。
3. 学生可以进一步探究电磁铁在不同环境下的应用，例如电磁吸盘等。
七、实验总结通过本实验，学生将对电磁学有一个初步的了解，培养了实验动手能力和观察能力。
同时，学生也掌握了制作电磁铁的基本原理和方法，为日后的学习打下基础。
希望学生能够在实践中更好地理解电磁学知识，培养科学探究精神。
第二课时一、课程背景：在学习物理课程中，电磁铁是一个非常重要的实验器材，通过制作电磁铁可以帮助学生更好地理解电磁现象的原理。
本次实验旨在让学生通过亲自动手制作电磁铁，加深对电磁学知识的理解，培养学生实验操作能力和动手能力。
二、实验目的：1. 了解电磁铁的原理和结构；2. 掌握制作电磁铁的方法和步骤；3. 熟练使用电磁铁进行实验；4. 激发学生对物理学的兴趣。
《电磁铁电磁起重机》第一课时教学设计
一、创设情境
基于学校刚刚完成工程改造，工作人员在施工过程中不慎将铁钉掉入沙子中，请同学们帮忙用条形磁体、通电螺线管、大铁钉、铜棒中的一种或几种组合选择最佳方案帮忙把铁钉取出。
在同学的思考中1.选用条形磁体的缺点铁钉脱离条形磁体时比较困难2.选用通电螺线管会发现通电螺线管的磁性很弱连一根铁钉也吸不起来。
3.由于电流周围有磁场，可以考虑把大铁钉放入通电螺线管中，让螺线管在电流的作用下将铁钉磁化。
对新组装好的器材进行实践，并介绍这就是电磁铁及其组成部分。
同学们用大铁钉和漆包线自制电磁铁。
二、提出问题
同学分小组制作的电磁铁吸引小铁钉的时候，有的组吸引铁钉数较多有的组吸引铁钉数较少，说明什么？（电磁铁磁性强弱不同）影响电磁铁磁性强弱的因素有哪些？电磁铁和永磁体相对比有哪些优点
三、师生活动
学生进行猜想并运用控制变量的方法进行探究即电流相同时改变线圈匝数观察吸引铁钉的个数，线圈匝数相同时改变电流的大小观察吸引铁钉的个数，学生小组间分工协作得出结论
四、教师点拨
在学生活动的过程中对每个小组的活动进行巡视，点拨学生操作过程的易误点，引导学生得出正确结论
五、师生归纳
影响电磁铁磁性强弱的因素及电磁铁的优点
六、应用
电磁起重机、磁悬浮列车、电铃、电磁锁等。
电生磁教案设计：电磁铁的应用——电磁吊运。
2电磁吊运一、教学目标本节课程主要通过讲解电磁铁的原理以及应用，让学生了解电磁吊运的工作原理和应用场景，使学生能够掌握电磁铁的基本原理及其应用，同时能够对电磁吊运有一定的认识和了解。
二、教学重点及难点1.电磁铁的原理2.电磁吊运的工作原理及应用场景难点：1.让学生深入理解电磁铁的基本原理2.让学生了解电磁吊运的应用场景以及工作原理三、教学方法通过教师讲授、案例分析、互动答题等多种教学方法，以激发学生的兴趣并提高学生的学习效果。
四、教学内容1.引出问题如果让你用一个磁铁吊起一块钢铁，你会怎么做呢？另外，那么如果你使用的不是普通的磁铁，而是电磁铁呢？你知道电磁铁的工作原理是什么吗？2.电磁铁的工作原理让学生通过观察实物及教师的介绍，深入理解电磁铁的基本原理，即电流通过导线时会产生磁场，而在导线周围的物体会被吸引到磁场中心。
3.电磁吊运的应用场景及工作原理通过实例分析及案例展示，让学生了解电磁吊运的应用场景及工作原理，如在工业生产中，通过投入电流，形成电磁吸盘将物料吸附起来，再通过机器械系统将物料移动或卸载。
4.案例分析让学生分别观察不同形状的物品，并思考如果要将其吊起并进行移动，该如何选择合适的工具。
同时，也要引导学生思考电磁吊运在现代工业生产中所起的重要作用。
五、教学评价1.教学效果本课程通过实物观察、案例分析等多种方式，让学生了解电磁铁的工作原理及应用，使学生能够掌握电磁铁的基本原理及其应用，同时能够对电磁吊运有一定的认识和了解。
2.学生评价通过对课程内容及学生反馈的分析，大部分学生能够掌握电磁铁的工作原理及其应用，但对于电磁吊运的应用场景需要更多的实例分析和案例展示。
六、教学建议1.课程内容在课程内容中，可以通过更多的案例分析和实物展示来引导学生进一步理解电磁吊运的应用场景及工作原理。
2.课程形式在课堂教学中，可以采用互动答题及小组讨论的方式来增强学生的参与度，提高课堂效果。
教科版六年级上4.5《电磁铁》教学设计课题电磁铁单元 4 学科科学年级 6学习目标一、科学概念目标1.电磁铁的磁性强弱是可以改变的。
2.电磁铁的磁性强弱与线圈匝数有关：线圈匝数多磁性强，线圈匝数少磁性弱。
3.电磁铁的磁性强弱与电流大小有关：电流大磁性强，电流小磁性弱。
二、科学探究目标1.完整、深入地经历探究“电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关”的实验。
2.能够识别变量设计对比实验，会控制变量检验线圈匝数、电流大小对磁性强弱的影响。
3.能够用实验数据论证自己的观点。
三、科学态度目标1.体验科学实验设计的严谨性。
2.体会合作学习的必要性，善于借鉴他人的实验数据来支撑自己的观点。
四、科学、技术、社会与环境目标了解电磁铁在生产生活中的广泛应用。
重点能控制变量检验线圈圈数和电流大小对磁性强弱影响。
难点设计并完善电磁铁磁力和线圈圈数以及电流大小关系的实验。
教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图导入新课1、观察电磁起重机的工作过程，你知道其工作原理吗？播放视频。
电磁起重机工作原理：电磁起重机通电时，电能转换为磁能，可吸起钢铁；断电时，磁能消失，钢铁就会落下。
2、电磁起重机的磁性强到可以吸引一辆汽车，我们自制的电磁铁却只能吸引几个大头针。
电磁铁的磁性强弱可能跟哪些因素有关？观看视频，回答对比，思考以电磁起重机导入，引导学生与自制的电磁铁进行对比，提出“电磁铁的磁性强弱与哪些因素有关”的问题。
讲授新课一、作出假设1、回顾电磁铁结构和磁性产生的条件2、影响电磁铁磁性强弱可能与哪三个方面有关？明确：①线圈、②铁芯、③电流3、推测：我们制作的电磁铁磁性的强弱可能与哪些因素有关？预测：回顾交流推测利用已有的经验进行推测，为下一步实验设计做准备。
二、实验探究（一）探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系1、设计方案2、温馨提示：怎样改变线圈匝数线圈匝数要相差大一些，实验效果才会明显。
比如，20圈、40圈和60圈。
3、实验步骤①将有绝缘皮导线在铁钉上缠绕20圈，两头留出连接线并固定，用砂纸把接线头打磨光亮。
新教科版六年级科学上册《4.5电磁铁》教学设计一. 教材分析《4.5电磁铁》这一课是教科版六年级科学上册的重要内容，主要向学生介绍电磁铁的原理、构造及其在实际应用中的广泛性。
通过学习，学生能够了解电磁铁的磁性强弱与电流大小、线圈匝数、铁芯的关系，并掌握如何用螺线管制作电磁铁。
教材内容丰富，既有理论知识的介绍，也有实践操作的指导，使学生在学习过程中能够充分感受科学的魅力。
二. 学情分析六年级的学生已经具备了一定的科学知识基础，对电流、磁场等概念有所了解。
然而，电磁铁的原理及其应用还是一个新的领域，需要学生在课堂上通过探究、实践来掌握。
学生在学习过程中充满好奇心和求知欲，但同时也可能遇到理解上的困难，尤其是电磁铁磁性强弱的影响因素，需要教师耐心引导，让学生在实践中感悟科学原理。
三. 教学目标1.知识与技能：理解电磁铁的原理，掌握电磁铁磁性强弱的影响因素，学会用螺线管制作电磁铁。
2.过程与方法：通过观察、实验、分析等方法，探究电磁铁磁性强弱与电流大小、线圈匝数、铁芯的关系。
3.情感态度价值观：培养学生对科学的兴趣和好奇心，增强学生的实践操作能力，感受科学在生活中的应用。
四. 教学重难点1.重点：电磁铁的原理及其应用。
2.难点：电磁铁磁性强弱的影响因素，如何用螺线管制作电磁铁。
五. 教学方法1.启发式教学：教师通过提问、引导，激发学生的思考，使学生在探究过程中自觉地掌握知识。
2.实验法：让学生亲自动手操作，观察实验现象，分析原因，培养学生的实践能力。
3.讨论法：分组讨论，让学生在交流中分享观点，取长补短，提高合作能力。
六. 教学准备1.教具：电磁铁、螺线管、电流表、铁钉等。
2.学具：学生分组实验器材，包括电磁铁、螺线管、电流表、铁钉等。
3.课件：制作课件，展示实验过程、现象及分析。
七. 教学过程1.导入（5分钟）教师通过展示电磁铁在日常生活中的应用实例，如电磁起重机、电磁继电器等，引导学生关注电磁铁的作用和原理，激发学生的学习兴趣。
2024年精选电磁铁教案教案任意 [完整版]一、教学内容本节课选自《物理学》第九章“电磁学”第四节“电磁铁”的内容。
详细内容包括：电磁铁的基本概念、工作原理、电磁铁的性质与应用。
重点讲解电磁铁的制作方法、影响磁性强弱的因素以及在实际生活中的应用。
二、教学目标1. 理解电磁铁的基本概念、工作原理和性质，掌握电磁铁的制作方法。
2. 了解影响电磁铁磁性强弱的因素，并能运用相关知识解释实际现象。
3. 培养学生的动手实践能力和创新意识，激发对电磁学的学习兴趣。
三、教学难点与重点教学难点：电磁铁磁性强弱的影响因素、电磁铁的应用。
教学重点：电磁铁的制作方法、工作原理。
四、教具与学具准备1. 教具：电磁铁实验装置、电流表、电压表、滑动变阻器、导线、电池等。
2. 学具：每组一套电磁铁实验装置、导线、电池、铁钉等。
五、教学过程1. 实践情景引入（5分钟）展示电磁铁吸引铁钉的现象，引导学生思考：为什么通电线圈会产生磁性？2. 知识讲解（15分钟）讲解电磁铁的基本概念、工作原理和性质。
演示电磁铁的制作过程，引导学生了解影响磁性强弱的因素。
3. 例题讲解（10分钟）分析一个实际应用电磁铁的例子，讲解如何计算电磁铁的磁性强弱。
4. 随堂练习（15分钟）学生分组进行实验，观察不同条件下电磁铁磁性的变化。
教师巡回指导，解答学生疑问。
拓展延伸：介绍电磁铁在现实生活中的应用，激发学生学习兴趣。
六、板书设计1. 电磁铁的基本概念、工作原理、性质。
2. 影响电磁铁磁性强弱的因素。
3. 电磁铁的制作方法。
4. 电磁铁在实际生活中的应用。
七、作业设计1. 作业题目：计算给定条件下电磁铁的磁性强弱。
2. 答案：根据公式，结合题目所给条件进行计算。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思：本节课学生对电磁铁的基本概念、工作原理和性质掌握情况较好，但在实验操作中部分学生对影响磁性强弱的因素理解不够深入，需要在课后加强辅导。
2. 拓展延伸：引导学生课后查阅资料，了解电磁铁在高科技领域的应用，提高学生的学习兴趣。
任务六起重电磁铁的电气控制电路安装与调试（一）学习目标1.理解并掌握起重电磁铁的电气控制原理；2.熟练安装起重电磁铁控制电路，并能正确调整电路参数。
（二）任务引导在教师讲解完起重电磁铁的电气控制原理后，学生通过对起重电磁铁进行拆装，加深控制电路的工作过程，并能对部分参数进行适当调整。
（三）相关知识起重电磁铁用于搬运铁、钢等铁磁性物件，能省去吊挂钩工序，减轻劳动强度，提高装卸效率，降低运输成本和便于实现遥控，还可以与称重装置相配合，实现称重自动化，提高生产效率。
1.起重电磁铁控制电路应具有3方面的功能：⑴给电磁铁线圈正常供电使其吸重；⑵断电后电磁铁被放电电阻短接，控制其产生的过电压，并使过电压限制在1000V以下；⑶当电磁铁释放重物时，反向供电于电磁铁使其消磁，以达到尽快释放重物提高劳动生产率的目的。
与控制电路功能对应的电磁铁起重过程分为：吸重、续流放电、去磁3个过程。
2.控制电路原理起重电磁铁是由单独的控制屏来控制的，图6-6-1为MW l系列圆形电磁铁用的控制屏控制原理图。
图中：控制屏由刀开关QS、熔断器FU l、FU2、吸重接触器KM l、消磁接触器KM2、放电电阻R l、R2、消磁电阻R3、R4、经济电阻R5、主令开关SA等组成。
YA为起重电磁铁的线圈。
图6-6-1 MW l系列圆形电磁铁控制屏控制线路电路的工作包括吸重、续流放电及去磁3个过程，具体工作过程如下：⑴吸重过程先合上刀开关QS，闭合主令开关SA，则吸重接触器KM l得电吸合，电磁铁YA的得到供电，即可吸住铁磁性重物。
⑵续流放电过程当电磁铁断电时，其线圈一端会产生一个较高的自感电动势，线圈承受过电压而容易击穿，为了防止过电压的有害影响，在电磁铁YA线圈两端并联一个由电阻R l、R2、R4凡组成的续电电路。
其工作过程为：断开主令开关SA，吸重接触器KM1断电释放，电磁铁释放重物，线圈经续流回路YA→P2→KM l常闭触头→R l→R2→R4→P l→YA而自动放电，从而使线圈产生的过高电压得到抑制。
2024精选电磁铁精品教案精品教案任意 [完整版]一、教学内容本节课我们将探讨《电磁学》第五章第一节内容，主题是“电磁铁应用与原理”。
详细内容包括电磁铁定义、构造、工作原理及其在生活中应用实例。
我们将深入研究磁性强弱与电流大小、线圈匝数关系。
二、教学目标1. 理解电磁铁基本原理和构造。
2. 掌握电磁铁磁性强弱与电流大小、线圈匝数关系。
3. 能够分析并解决与电磁铁相关实际问题。
三、教学难点与重点教学难点：电磁铁磁性强弱与电流大小、线圈匝数关系。
教学重点：电磁铁工作原理和在生活中应用。
四、教具与学具准备1. 教具：电磁铁实验装置、电流表、电压表、滑动变阻器、导线、电池等。
2. 学具：学生分组实验器材、笔记本、教材等。
五、教学过程1. 实践情景引入：展示生活中常见电磁铁应用实例，如电磁起重机、电磁继电器等，引发学生对电磁铁兴趣。
2. 理论讲解：详细讲解电磁铁定义、构造及工作原理，让学生对电磁铁有一个全面认识。
3. 例题讲解：分析电磁铁磁性强弱与电流大小、线圈匝数关系，通过具体例题进行讲解。
4. 随堂练习：布置与电磁铁相关问题，让学生独立思考并解答。
5. 分组实验：让学生分组进行电磁铁实验，观察并记录实验数据，验证磁性强弱与电流大小、线圈匝数关系。
六、板书设计1. 电磁铁定义、构造及工作原理。
2. 磁性强弱与电流大小、线圈匝数关系。
3. 生活中常见电磁铁应用实例。
七、作业设计1. 作业题目：（1）解释电磁铁工作原理。
（2）简述磁性强弱与电流大小、线圈匝数关系。
（3）举例说明电磁铁在生活中应用。
2. 答案：（1）电磁铁工作原理是利用电流通过线圈产生磁场，使铁芯具有磁性。
（2）磁性强弱与电流大小、线圈匝数成正比关系。
（3）如电磁起重机、电磁继电器等。
八、课后反思及拓展延伸1. 课后反思：本节课学生对电磁铁基本原理和构造有深入理解，但在实验操作中部分学生还存在一定困难，需要在今后教学中加强实验技能培养。
2. 拓展延伸：鼓励学生课下解电磁铁在其他领域应用，如磁悬浮列车、电磁炮等，提高学生科学素养。
摘要起重电磁铁，顾名思义，就是在工业领域应用的，作为用于冶金、矿山、机械、交通运输等行业吊运钢铁等导磁性材料或用作电磁机械手，夹持钢铁等导磁性材料。
其原理是内部带有铁芯的、利用通有电流的线圈使其像磁铁一样具有磁性的装置。
通常制成条形或蹄形。
铁芯要用容易磁化，又容易消失磁性的软铁或硅钢来制做。
这样的电磁铁在通电时有磁性，断电后就随之消失。
电磁铁在日常生活中有极其广泛的应用。
本设计为直流盘式起重电磁铁。
起重电磁铁由铁芯和线圈组成，励磁电流通过线圈产生磁势，负载闭合磁路，工作磁通起吊重物，钢铁料负载是起重电磁铁磁路的重要组成部分，负载的变化将导致电磁参数变化，因此要根据负载研究电、磁、力，认识起重电磁铁特性。
基于系统集成的设计思想，给出了圆盘式电磁起重系统的组成原理，分别介绍了该系统的总体设计与单元设计中的几个关键问题,并对实际应用进行了分析。
关键词：电磁铁直流负载1.1电磁铁结构设计本直流盘式起重电磁铁的构成如图1-1所示，由一块铸钢圆盘和U型电磁铁组成。
1.3MM5.4M图1-1电磁铁结构图1.2 电磁铁材料的选用电磁铁铁芯一般用ZG25铸钢或低碳钢制成，它有低的矫顽力和高饱和磁密，饱和磁密在20 000高斯以上，导磁率是空气的500^-2 200倍以上。
本设计中U型电磁铁选用半径为0.65m的ZG25铸钢，线圈为铜线。
下方选用直径为4米，高度为0.5m的铸钢圆盘。
1.3电磁铁参数要求通电持续率：50％环境温度： To= -5℃ ~ +40℃线圈额定电压：Ue =220V（直流）最大额定电压： Umax =1.05Ue允许温升：（H级绝缘）T = 160℃自重：≤3000kg功率参考值：11.1KW起重能力：生磁体或废钢 1100kg 铸铁铁屑 600kg计算用等效衔铁厚度 0.08m2.1 机械结构的设计2.1.1 结构设计本设计中电磁铁机械结构的俯视图见图2-1,整个电磁铁机构由下方圆盘边缘的四个固定装置引出铁链，统一固定于电磁铁上方一点，并连接到起吊装置。
电磁铁与圆盘间为螺栓连接，以便于拆卸、维修或更换。
图2-1 电磁铁俯视图2.1.2 电磁铁悬挂的设计电磁铁吊挂高度一致性电磁铁与挂梁的联接采用链条联接方式。
对成组电磁铁的基本要求是：保证磁极的底平面处在同一平面内。
这个问题在厚板起吊中是个貌似简单却十分重要的问题。
由于厚钢板是平直不易变形的，如果磁极工作面参差不齐，不在同一水平面上，则必将造成举高较低的电磁铁相当于“下沉”，不但不产生吸力，而且将“压”在被吸钢板上，形成“负吸力”。
这样一来，总的吸力明显降低。
为此采取措施：①电磁铁装配完成后，对磁极底面进行精加工，确保每个电磁铁的底平面平整；②为保证电磁铁的吊挂高度一致，采用高度可调的悬挂装置，该装置系螺栓式机构。
在现场调试安装时，对成组吸盘进行高度调节，尽可能使成组电磁铁的底平面在同一水平面里。
2.2 电磁铁的设计2.2.1整块料负载电磁特性的设计放在某一有足够重量整块钢铁物料上的电磁铁，电磁力随着输入磁势(电流)变化的特性曲线，在起重电磁铁磁路中磁势为:NIWI — 电磁铁励磁电流;W — 电磁铁线圈匝数(常数)。
在磁势式中因W 是常数，所以经常用电流大小描述磁势，电磁铁磁路磁组为:μμδμ0000S L S R R R J mc m m +=+=式中：R m 0——工作气隙磁阻；R m c— 铁芯和负载磁阻; δ0— 工作气隙;μ0— 空气导磁率; μ— 铁芯与负载的等值相对导磁率;s j— 极掌的等值工作面积; S — 铁芯和负载等值截面积。
电磁铁内外极掌的等值工作面积是:s s s j j j 21+=设s s k j j j 12=S j = S j1( 1 + K j )S j1 — 内极掌面积；S j2— 外极掌面积；K j — 内外极掌面积比；在足够大的整块料负载磁路中，95%^-98%以上磁通经过负载闭合，可以忽略漏磁通，则铁芯总磁通就是工作磁通。
则Φ≅Φ0工作磁通 R m IW =Φ整块料工作气隙δ0和Rm 最小，则Φ0最大。
工作磁密S B J 100Φ=工作磁密B 0最大。
整块料的工作气隙在工程上认为是常数，其它磁路参数也跟随相对固定，整块料是起重电磁铁负载中唯一有相对固定的负载特性。
在起重电磁铁负载中，整块料工作气隙最小，吊重最多，是起重电磁铁最大吊重。
2.2.2 散料负载电磁特性的设计一般选用园型起重电磁铁吊运钢铁散料，厂家在做产品设计时，一般按铸铁块选择散料电磁铁电磁参数，标定散料电磁铁性能。
散料 有 1 ,2,3级废钢，铸铁块和铁屑等组成，散料不同于块料，它的工作气隙是变化的随机量，根据等值工作气隙理论，工作气隙与料块大小，电磁铁直径有关，具体如表2-1内外磁极中心距 (cm) 等值工作气息(cm)铸铁块或中等尺寸废钢 小块碎铁或铁屑70~100 20~25 25~4050~70 15~20 25~3550以下 10~15 15~25表2-1内外磁极中心距与工作气隙的关系 散料因工作气隙很大，磁势产生的总磁通，有很大一部分不经负载，而通过内外极周围介质闭合形成漏磁通，漏磁通是输入磁势的无功损耗。
在圆盘型电磁铁负载中，整块料负载，工作气隙只有0.8c m ，负载磁阻很小产生的总磁通中95写-98%是有效磁通。
铸铁块负载在电磁铁内外磁极中心距70 -v 100cm 时，等值工作气隙20-25cm ，比整块料工作气隙0.8c m 大30倍左右，磁阻增大几十倍。
大的工作气隙不但要降低总磁通，还要将总磁通分成两条并联磁路:一条径内外磁极，扼铁和负载闭合产生有效工作磁通;另外一条由内磁极(包括极掌高度)开始，经周围介质、外磁极和扼铁闭合，产生漏磁通。
散料 电磁 铁的工作气隙、磁导、漏磁导、漏磁系数、漏磁通和总磁通。
内外极掌在磁路中串联工作的总磁导为:)(25.11*210212210S S S S G G G G G J J J J O O O o +==+∑δ工作气隙磁导∑G 0 是因δ0而变的变量。
内外磁极高度漏磁导:∑=d D L G C Q n LC Hc 22*25.1*21π式中：∑HC 一磁极、绝缘板、隔磁板高度和; DQ 2—外磁极内径; d c —内磁极直径。
极掌高度漏磁导:d d L h G j j n j LJ 1222*25.1*21π=式中：hj 一极掌高度； dj 22一外极掌内径； d j 1一内极掌直径。
由G LJ 和G Lc 公式知道电磁铁制造完成它的漏磁导是常量。
极掌端漏磁系数：∑+=G G LJ011δ扼铁端漏磁系数:∑++=G G G LCLJ 021δ漏磁系数是因工作气隙δδ21,而变的变量，δ0 越大漏磁系数越高。
2.3 控制部分的设计2.3.1通电持续率的设计通电持续率的概念如下公式所示。
即表示通电时间除以一个周期的时间，通电率持续率的通俗叫法为占空比。
例如：一个电磁铁的通电时间为1秒，断电时间为3秒，那么它通电持续率就为 1/（1+3）＝25％通电持续率是一个非常重要的参数，因为当电磁铁被激励是会导致线圈发热，如果发热过大会烧毁线圈。
负载周期或者最长通电时间, 以及电磁铁的功率和散热决定了电磁铁工作时的温升，同时也决定了通电持续率。
要求通电持续率为50％，即1/（1+1）＝50％，故电磁铁的通电时间=断电时间。
2.3.2 磁场矢量的设计1. 磁场的通断控制：本系统通过控制电流的通断来控制磁场的有无。
2. 磁场的强弱控制：方式有几种，可以通过与调节与线圈串联的电阻的阻值来限制线圈中电流大小，从控制磁场大小。
另外，也可以调节线圈接入系统的匝数来控制磁通大小。
3 相关参数的计算3.1电磁铁吸力的计算本设计为U 型电磁铁，查表可知：铸铁块或中等尺寸废钢的等效工作气息为14.01=δ；小块碎铁或铁屑为25.02=δ。
因为，1.019.02*65.025.02>==d δ，所以气息的磁导：)52.04(20d d +=Λδπμδ磁场能量：22000012()2m B B W S S δδμμ=⋅⋅⋅=⋅⋅ 电磁力：22000B dW F S d Sφδμμ==⋅=⋅ 忽略漏磁通时：IN δδφφ==Λ则4)]52.04([)(*20220202d d d IN S F πδπμμμδ+=Φ=3.2电磁铁线圈匝数的计算已知额定功率和额定电压，由=P U I ⋅额额额可得311.110===50.5220P I A U ⨯额额额 3.2.1负载为铸铁块或中等尺寸废钢的情况等效工作气息14.01=δ，起重能力为1100kg ，即4m g=110010=1.110F N =⋅⨯⨯由4)]52.04([)(*20220202d d d IN S F πδπμμμδ+=Φ= 可得2512.251)52.04(4120201≈=+⋅⋅⋅⋅=d d I d F N δπμπμ3.2.2负载为小块碎铁或铁屑的情况等效工作气息25.02=δ，起重能力为600kg ，即3610F m g N =⋅=⨯由 4)]52.04([)(*20220202d d d IN S F πδπμμμδ+=Φ= 可得2864.286)52.04(4120202≈=+⋅⋅⋅⋅=d d I d F N δπμπμ因为12N N <,所以选匝数为2862==N N 匝。
结论通过以上几部分的介绍与计算，根据现有公式和提出的设计要求，经过计算可知：该直流圆盘式起重电磁铁系统的磁场由U型电磁铁产生，其达到要求的最小线圈匝数为286匝。
其磁场强弱控制由电流大小和线圈匝数多少两种因素决定。
参考文献[1] 夏天伟，丁明道．《电器学》．北京：机械工业出版社，1999[2] 杨儒贵．《电磁场与电磁波》．北京：高等教育出版社，2007[3] 张冠生．电器理论基础．北京：机械工业出版社，2002[4] 《常用电工材料手册》．上海市电子电器协会．2000[5] 方鸿发．低压电器．北京：机械工程出版社，1988．。
