碳纤维汽车引擎盖复合材料液压机电气系统电流和电场

尽管存在诸如开关和闭合开关之类的矛盾，但电气工程师对其语言的精确性感到自豪。具体地说，当向开关施加开路时，它不能导通 - 当将开路状态投射到开关状态时会引起异常。相反，打开的碳纤维汽车引擎盖复合材料液压机阀门传导流体，而关闭的阀门则相反（更直观地使用打开/关闭术语）。

然而，在电子商务发言中，一切都不完美。例如，电路和系统语言中的另一个重要矛盾围绕“电子电流”与“传统电流”的问题。

由其中的静电场驱动的导体中松散束缚的电子的运动产生电流。对核物理的广泛研究表明，带负电荷的电子是所有电路中的移动电荷载体。然而，即使拥有这些知识，电气工程专业也更倾向于坚持移动电荷载体是一些虚构的带正电粒子的概念！怎么可能？看似，历史是这一思路的触发器。

保持传统
James Clerk Maxwell的[1873]开创性方程描述了静电场和磁场之间的关系，解释了光和无线电波如何在空间和时间中传播。然而，它们在原子以其当前形式可视化之前写得很好; 也就是说，正电荷（质子）的核被移动的负电荷（电子）绕轨道运行。该模型由Niels Bohr于1913年制定 - 距离麦克斯韦约40年。


与此同时，马克斯韦尔和其他人在此期间的工作都承担了积极的电荷载体。随后，提出了一系列“右手规则”。为了保持早期工作并保持规则，电气工程师提出了移动正电荷载体的概念，完全清楚它确实是不正确的。因此，传统的当前理论仍然存在时间。

今天，除了某些政府培训计划外，很少使用电子流。但是，重要的是要理解它最终没有任何区别。只要在使用电子电流时所有规则都颠倒过来，并且不在问题中改变协议，就可以用任何一种理论分析电路。


图1和图2显示了电子/传统的当前想法。电子从电池的负极端子（电压源）移出，而传统电流的虚拟粒子（没有名称，就在那里）离开电池的正极端子并通过负极端子返回。在下面的讨论中，将遵循传统的现行规则和符号，与我的教育根源一致。

关于磁性的入门读物
就电动液压的电流而言，磁铁和磁场起着重要作用。磁铁在自然界中作为磁石出现，它们是永久磁化的磁铁矿块。它们分为两大类：永久性和电磁铁。磁铁可含有铁，钴或镍，以及一些稀土矿物。这些铁磁材料也被其他磁铁吸引。

磁性的特征在于由电流引起的磁场和穿过载流导体周围区域的磁场。由于移动电荷而发生的这种特性在液压回路中没有类似之处。


永磁体中的细微电流是由于某些材料 - 例如那些已经注意到的 - 含有“全部排列”的原子。换句话说，非磁化核心中的铁原子随机排列，并且轨道的磁场一个原子的电子被其邻居的电子取消。但是，如果那些轨道运动原子可以在同一方向上对齐以旋转，则会产生磁体，其源极在材料本身内。

当将具有正确特性的铁磁材料浸入某些外部磁场中，然后去除外部磁场时，足够的原子保持在轨道对准中，使得磁性的永久性赋予核心材料。实际上，这就是永磁体的产生方式。岩石被浸没在地球的磁场中以便永久磁化。

电磁铁具有临时磁性，但不称为临时磁铁。它们的磁性严格来自伴随导体携带的电流。当电流被带走时，磁力也会消失。


电线圈有助于增强磁场强度 - 线圈一圈产生的磁场通过相邻线圈的磁场作为磁通线加强。通过将线圈缠绕在铁磁芯上可以进一步增强，类似于图3中的简单布置。除了关闭磁场的能力之外，电磁铁具有与永磁体相同的特性。

该图是简化的，因为实际的电磁铁将具有数十个（如果不是数百个）匝数，通常具有分层匝数。也就是说，后来的转弯直接包裹在之前的转弯之上。所有的转弯都有助于磁场。在相同的电流和匝数下，添加铁磁芯的磁场强度比空心线圈增加数百倍。

螺线管 - 最常见的电液应用（在某种程度上还有扭矩电机） - 都具有铁磁芯。除了开启和关闭能力之外，电磁铁的值是产生吸引其他铁磁材料的开/关力。

磁通量处于磁通状态


通过发明北极和南极磁极以及围绕磁体的磁通量场来理解磁力。图4显示了一个与磁通线相连的简单条形磁铁。永磁体和电磁铁周围都存在焊剂。磁通线起源于磁铁并靠近它们自身，因此每个磁通形成一个完整的环路。

围绕磁体的磁通线的数量决定磁场强度，并且磁通线彼此的接近度表示“磁通密度”。因此，磁通量密度在磁极处最大。磁通量也有一个方向，虽然它不像电流中的移动电荷那样构成运动。该方向被指定为从北磁极发出并在其南磁极处重新进入磁体。

磁铁可以以各种方式成形，以增加磁通量。磁通密度影响磁铁可以获得的力的大小; 因此，需要增加磁通密度的几何形状。


图5显示了碳纤维汽车引擎盖复合材料液压机电动机和发电机中使用的几何效应的基本示例。形成马蹄形状的芯并使得彼此相对的凸极面大大增强了气隙（极面之间的区域）中的磁通密度。另外，极面彼此越接近，磁通密度越大。任何放置在极面之间的非磁性材料都会抑制磁通量并降低磁铁的效率。最常见的非磁性障碍只是普通空气，这就是为什么空置空间被称为“气隙”。

滞后
滞后是电气和机械材料和装置中的自然现象。它发生在诸如磁体的输入 - 输出设备中，由此在增加输入的同时跟踪的曲线不会在减小输入的同时跟踪曲线。

图6显示了包含两个电磁铁芯的两种不同铁磁材料的磁滞曲线。名义上，磁铁的构造简化如图3所示。当芯材为软铁时，增加和减少的曲线彼此靠得更近。对于由某些合金构成的硬铁，滞后曲线具有更宽的开口。

永磁体通常使用硬铁合金，因为即使在去除激励源（电流）之后它们也保持其磁场。为了制造永磁体，将硬铁合金浸入电线圈的中心。然后通过线圈将电流增加到某个预定水平，此时电流被切断。最终结果是永久磁化的硬铁合金。

对于电磁铁，软铁是最好的选择。一旦电流被移除，铁就会放弃其通量，因此也会放弃其力。

磁饱和也发生在图6中，因为铁磁芯随着电流的增加不能再产生磁通量。像磁滞一样自然发生，它限制了电磁驱动的机器（电动机，发电机，螺线管等）的物理尺寸。为了获得更多的通量，这会产生更大的力，磁铁必须做得更大。但是，较大的电流只能增加通量，直到达到饱和点。


为了进一步提高通量，使用所谓的稀土元素，在上世纪末开发出新的磁性材料。两个蓬勃发展的是钐钴和钕磁铁。与传统的铁芯相比，它们可以使磁通密度加倍。磁性材料的未来发现最终可能导致电机每磅产生与碳纤维汽车引擎盖复合材料液压机相同的功率。

磁性材料中的滞后确实在记忆方面起作用。对磁场方向的询问（正或负）将揭示最后对磁铁做了什么。换句话说，磁性材料“记住”其最后输入电流或磁脉冲的极性。如果为正，则称为逻辑1，如果为负，则称为逻辑0.当然，1和0构成数字机器所钟爱的语言。

这种想法的延伸是在硬盘驱动器表面上发现的铁磁涂层。涂层由单独的微观磁畴组成，每个磁畴都是1s和0s的存储位置。这些域非常小，可以将数万亿存储在磁盘驱动器上，而磁盘驱动器几乎不会比一副扑克牌更大，所有这些都基于铁磁性和磁滞。

存在两种常见类型的滞后现象。第一种是机械间隙的形式 - 例如在一对啮合不良的齿轮之间 - 但也在其他机械连杆中，这些机械连杆松散地连接或通过机械磨损而松动。在一个方向上的输入运动的输出曲线不会在输入运动的相反方向上跟踪输出曲线。第二种情况是由于粘滞或粘滑摩擦而发生滞后现象。同样，在比较输入运动的相反方向时，输出不会跟踪。例如，碳纤维汽车引擎盖复合材料液压机伺服阀由于电磁现象和摩擦效应而表现出滞后现象。

机械电压产生
磁铁不仅仅用于产生可控制的力量。它们也会产生电压。根据伦茨定律，只要电导体“切断”磁通线，就会在导体中感应出电压。此外，Lenz告诉我们，任何感应电压电流产生的磁通量都会与产生它的磁通量方向相反。重要的是要记住，由于导体和磁场之间的相对速度，可以感应出电压。


图7说明了这个想法以及如何应用右手规则。两个磁极片标记为N和S，代表某些磁铁的北极和南极。磁通场标记为B（磁通密度），并指向从北极到南极。浸入磁通场中间的是导体段，其以V的速度向上移动。为了向上移动，导体必须穿过场地。因此，据说“切割”通量线，这是用于感应电压的标准。由于右手规则（拇指指向V方向，食指指向磁场方向，B。因此，带电粒子将沿中指指示的方向移动。

当前方向通常是垂直的，从页面出来。构成电流的带电粒子是先前介绍的那些虚构的正移动电荷载体。I箭头指向传统电流的方向。

无法提及的建筑变化的碳纤维汽车引擎盖复合材料液压机发电机和交流发电机是围绕伦茨定律建造的。通过在线圈上放置多圈并在磁场中旋转该线圈，可以构建大而强大的发电机，它们就是这样。他们都遵循同样的原则。