第01章 電及磁

1、船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室實(shí)驗(yàn)共實(shí)驗(yàn)共10分；測(cè)驗(yàn)作業(yè)共分；測(cè)驗(yàn)作業(yè)共10分；考勤及學(xué)習(xí)態(tài)度共分；考勤及學(xué)習(xí)態(tài)度共10分分 1、測(cè)驗(yàn)作業(yè)考核標(biāo)準(zhǔn)：未按時(shí)交的每次扣、測(cè)驗(yàn)作業(yè)考核

2、標(biāo)準(zhǔn)：未按時(shí)交的每次扣3分；事先請(qǐng)假未交的扣分；事先請(qǐng)假未交的扣1分；事后分；事后補(bǔ)交的扣補(bǔ)交的扣2分。分。2、考勤考核標(biāo)準(zhǔn)：遲到、早退或曠課每次扣、考勤考核標(biāo)準(zhǔn)：遲到、早退或曠課每次扣2分。分。3、學(xué)習(xí)態(tài)度考核標(biāo)準(zhǔn)：根據(jù)課堂情況綜合考慮（手機(jī)響、學(xué)習(xí)態(tài)度考核標(biāo)準(zhǔn)：根據(jù)課堂情況綜合考慮（手機(jī)響1次扣次扣1分），酌情扣分），酌情扣分。分。4、有特殊情況，請(qǐng)假一次不扣分，兩次（含兩次）以上每次扣、有特殊情況，請(qǐng)假一次不扣分，兩次（含兩次）以上每次扣1分。分。5、出現(xiàn)請(qǐng)假或任何違紀(jì)情況，個(gè)人應(yīng)事先或當(dāng)堂寫出情況說明交老師，注明、出現(xiàn)請(qǐng)假或任何違紀(jì)情況，個(gè)人應(yīng)事先或當(dāng)堂寫出情況說明交老師，注明時(shí)間、姓

3、名、發(fā)生的事情等。時(shí)間、姓名、發(fā)生的事情等。6、出現(xiàn)其他情況酌情扣分。、出現(xiàn)其他情況酌情扣分。7、實(shí)驗(yàn)考核：無故未參加達(dá)、實(shí)驗(yàn)考核：無故未參加達(dá)1次（含次（含1次）以上，取消考試資格；無預(yù)習(xí)報(bào)告次）以上，取消考試資格；無預(yù)習(xí)報(bào)告每次扣每次扣1分，未按時(shí)完成每次扣分，未按時(shí)完成每次扣2分，未認(rèn)真準(zhǔn)備導(dǎo)致器件損壞酌情扣分；在實(shí)分，未認(rèn)真準(zhǔn)備導(dǎo)致器件損壞酌情扣分；在實(shí)驗(yàn)室隨意走動(dòng)等扣驗(yàn)室隨意走動(dòng)等扣1分，不聽從教師要求的，責(zé)令離開實(shí)驗(yàn)室，扣分，不聽從教師要求的，責(zé)令離開實(shí)驗(yàn)室，扣3分。分。平時(shí)成績(jī)考核標(biāo)準(zhǔn)：平時(shí)成績(jī)考核標(biāo)準(zhǔn)：平時(shí)分值平時(shí)分值3030分分船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)

4、學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室需要注意理論聯(lián)系實(shí)際，注意加強(qiáng)電氣的感性認(rèn)識(shí)。需要注意理論聯(lián)系實(shí)際，注意加強(qiáng)電氣的感性認(rèn)識(shí)。船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室 第一章第一章 電與磁電與磁概概 述述o 電工設(shè)備中發(fā)生的物理過程通常同時(shí)包含電工設(shè)備中發(fā)生的物理過程通常同時(shí)包含“電電”和和“磁磁”這兩個(gè)緊密相連的現(xiàn)象，即這兩個(gè)緊密相連的現(xiàn)象，即電生磁，磁生電電生磁，磁生電。例如在電路原理課程中討論交流電路時(shí)所考慮的感例如在電路原理課程中討論交流電路時(shí)所考慮的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，就是線圈中所鏈磁通隨時(shí)

5、間變化而引起應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，就是線圈中所鏈磁通隨時(shí)間變化而引起的；不過當(dāng)時(shí)我們用一個(gè)線性的電路參數(shù)的；不過當(dāng)時(shí)我們用一個(gè)線性的電路參數(shù)“電感電感”來表達(dá)這個(gè)作用，僅從電路概念加以分析。來表達(dá)這個(gè)作用，僅從電路概念加以分析。o 本章重點(diǎn)闡述磁場(chǎng)基本概念和基本物理量，分析磁本章重點(diǎn)闡述磁場(chǎng)基本概念和基本物理量，分析磁性材料的磁性能和磁路計(jì)算的基本定律。性材料的磁性能和磁路計(jì)算的基本定律。船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室 第一章第一章 電與磁電與磁 本章主要講解內(nèi)容本章主要講解內(nèi)容 第一節(jié)第一節(jié) 磁場(chǎng)的基本磁場(chǎng)的基本概念和基本

6、物理量概念和基本物理量 第二節(jié)第二節(jié) 鐵磁材料的磁性能鐵磁材料的磁性能 第三節(jié)第三節(jié) 磁路的基本概念磁路的基本概念 第四節(jié)第四節(jié) 電磁感應(yīng)電磁感應(yīng) 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室第一節(jié)第一節(jié) 磁場(chǎng)的基本概念和基本物理量磁場(chǎng)的基本概念和基本物理量一、磁場(chǎng)的基本概念一、磁場(chǎng)的基本概念 圖圖1-1 條形磁鐵的磁場(chǎng)條形磁鐵的磁場(chǎng)1磁場(chǎng)與磁力線磁場(chǎng)與磁力線（1）磁場(chǎng)磁場(chǎng):當(dāng)小磁針靠近永久磁當(dāng)小磁針靠近永久磁鐵時(shí)會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象，這表明在鐵時(shí)會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象，這表明在永久磁鐵的周圍有一種物質(zhì)存在，永久磁鐵的周圍有一種物質(zhì)存在，這

7、一物質(zhì)稱為磁場(chǎng)。這一物質(zhì)稱為磁場(chǎng)。（2）磁力線磁力線:磁場(chǎng)的分布情況用磁場(chǎng)的分布情況用閉合磁力線來描述。閉合磁力線來描述。 在磁鐵的在磁鐵的外部外部，磁力線從，磁力線從N極極出發(fā)，經(jīng)外部空間進(jìn)入出發(fā)，經(jīng)外部空間進(jìn)入S極；再由極；再由S極經(jīng)磁鐵極經(jīng)磁鐵內(nèi)部?jī)?nèi)部回到回到N極而組成閉極而組成閉合回線，即磁力線是閉合的。合回線，即磁力線是閉合的。船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室圖圖1-1 條形磁鐵的磁場(chǎng)條形磁鐵的磁場(chǎng)（4）磁場(chǎng)強(qiáng)弱）磁場(chǎng)強(qiáng)弱磁力線的磁力線的疏密疏密反映了磁反映了磁場(chǎng)各處磁性的強(qiáng)弱程度；場(chǎng)各處磁性的強(qiáng)弱程度；

8、靠近磁鐵兩端的磁力線靠近磁鐵兩端的磁力線密，磁場(chǎng)就強(qiáng)，遠(yuǎn)離磁密，磁場(chǎng)就強(qiáng)，遠(yuǎn)離磁鐵兩端的磁力線疏，磁鐵兩端的磁力線疏，磁場(chǎng)就弱。場(chǎng)就弱。思考：磁場(chǎng)是怎么產(chǎn)生的思考：磁場(chǎng)是怎么產(chǎn)生的?（3）磁場(chǎng)方向）磁場(chǎng)方向l1曲線上曲線上a點(diǎn)的點(diǎn)的磁場(chǎng)方向磁場(chǎng)方向即為即為a點(diǎn)切線點(diǎn)切線l2的方向的方向船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室2電流的磁效應(yīng)電流的磁效應(yīng) 除了除了永久磁鐵永久磁鐵周圍存在磁場(chǎng)周圍存在磁場(chǎng)外，當(dāng)小磁針靠近通電導(dǎo)外，當(dāng)小磁針靠近通電導(dǎo)線線(或通電導(dǎo)線繞成的螺旋管線圈或通電導(dǎo)線繞成的螺旋管線圈)，小磁針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，小

9、磁針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這說明通電導(dǎo)線的周圍和磁鐵一樣也存在著磁場(chǎng)，這種現(xiàn)象，這說明通電導(dǎo)線的周圍和磁鐵一樣也存在著磁場(chǎng)，這種現(xiàn)象，稱為電流的磁效應(yīng)。稱為電流的磁效應(yīng)。 磁場(chǎng)是由磁場(chǎng)是由電流電流產(chǎn)生的產(chǎn)生的，磁場(chǎng)的強(qiáng)弱及方向由通過導(dǎo)線的，磁場(chǎng)的強(qiáng)弱及方向由通過導(dǎo)線的電流決定。電流決定。思考：磁場(chǎng)方向如何確定思考：磁場(chǎng)方向如何確定?船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室（a）通電直導(dǎo)體通電直導(dǎo)體 （b）通電螺線管線圈通電螺線管線圈 圖圖1-2 磁場(chǎng)與電流的方向磁場(chǎng)與電流的方向磁場(chǎng)方向的確定磁場(chǎng)方向的確定：（a）右手握住右手握住直導(dǎo)

10、體直導(dǎo)體，拇指指向電流方向，拇指指向電流方向，則彎曲的四指的指向則彎曲的四指的指向即為磁場(chǎng)方向。即為磁場(chǎng)方向。（b）右手握住右手握住線圈線圈，彎曲的四指指向電流彎曲的四指指向電流方向，則拇指的指向方向，則拇指的指向即為螺旋管內(nèi)部的磁即為螺旋管內(nèi)部的磁場(chǎng)方向。場(chǎng)方向。思考：磁場(chǎng)如何描述思考：磁場(chǎng)如何描述?船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室二、磁場(chǎng)的基本物理量二、磁場(chǎng)的基本物理量 1磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B 是表示磁場(chǎng)空間某點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的是表示磁場(chǎng)空間某點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量，是物理量，是矢

11、量矢量。其大小是通過垂直于磁場(chǎng)方向單位面。其大小是通過垂直于磁場(chǎng)方向單位面積的磁力線數(shù)目，符號(hào)為積的磁力線數(shù)目，符號(hào)為B。磁感應(yīng)強(qiáng)度。磁感應(yīng)強(qiáng)度B在國(guó)際單位在國(guó)際單位制（制（SI）中是特斯拉，簡(jiǎn)稱特，符號(hào)為）中是特斯拉，簡(jiǎn)稱特，符號(hào)為T。 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室均勻磁場(chǎng)：均勻磁場(chǎng)：如果磁場(chǎng)內(nèi)各點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大如果磁場(chǎng)內(nèi)各點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向均同，則稱其為均勻磁場(chǎng)。均勻磁小和方向均同，則稱其為均勻磁場(chǎng)。均勻磁場(chǎng)可用疏密均勻、方向相同的磁力線來表示場(chǎng)可用疏密均勻、方向相同的磁力線來表示（本書若沒有特別說明

12、，都指均勻磁場(chǎng)本書若沒有特別說明，都指均勻磁場(chǎng)）。）。船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室 2磁通磁通在磁場(chǎng)中，穿過任一面積的在磁場(chǎng)中，穿過任一面積的磁力線總量磁力線總量稱為稱為該截面的磁通量，簡(jiǎn)稱磁通，符號(hào)為該截面的磁通量，簡(jiǎn)稱磁通，符號(hào)為。 均勻磁場(chǎng)中，磁通等于均勻磁場(chǎng)中，磁通等于磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B與垂直與垂直于磁場(chǎng)方向的面積的乘積，于磁場(chǎng)方向的面積的乘積， =BS 思考：磁通密度？思考：磁通密度？船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室

13、3磁場(chǎng)強(qiáng)度磁場(chǎng)強(qiáng)度 磁場(chǎng)強(qiáng)度是計(jì)算磁場(chǎng)所用的物理量，其大小為磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)強(qiáng)度是計(jì)算磁場(chǎng)所用的物理量，其大小為磁感應(yīng)強(qiáng)度和導(dǎo)磁率之比。導(dǎo)磁率之比。是為了分析磁場(chǎng)與電流之間的依存關(guān)系而引入是為了分析磁場(chǎng)與電流之間的依存關(guān)系而引入的的BH B 單位單位：特斯拉：特斯拉 單位：安單位：安/米米 單位：亨單位：亨/米米磁場(chǎng)與電流之間的依存關(guān)系磁場(chǎng)與電流之間的依存關(guān)系以以安培環(huán)路安培環(huán)路定律相聯(lián)系定律相聯(lián)系 B與磁介質(zhì)有關(guān)，而與磁介質(zhì)有關(guān)，而H與磁介質(zhì)無關(guān)，只與電流有關(guān)。與磁介質(zhì)無關(guān)，只與電流有關(guān)。船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)

14、備教研室安培環(huán)路定律：安培環(huán)路定律：安培環(huán)路定律又稱為全電流定律，安培環(huán)路定律又稱為全電流定律，即：在磁路中，沿任一閉合路徑，即：在磁路中，沿任一閉合路徑，磁場(chǎng)強(qiáng)度矢量的線積分磁場(chǎng)強(qiáng)度矢量的線積分，等于該，等于該閉合回路所閉合回路所包圍電流的代數(shù)和包圍電流的代數(shù)和，如圖所示。用公式表示，如圖所示。用公式表示， 圖1-9安培環(huán)路定律IldH電流方向和磁場(chǎng)強(qiáng)度的方向電流方向和磁場(chǎng)強(qiáng)度的方向符合符合右手螺旋定則右手螺旋定則，電流取正；，電流取正；否則取負(fù)。否則取負(fù)。船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室IHdl安培環(huán)路定律安培

15、環(huán)路定律 典型無分支閉合磁路典型無分支閉合磁路INIaHlHHdllll4lINa4INHlIN為電流與線圈匝數(shù)的乘積，稱為為電流與線圈匝數(shù)的乘積，稱為磁動(dòng)勢(shì)磁動(dòng)勢(shì)，用字母，用字母F表示表示 INF 磁動(dòng)勢(shì)的單位是安培磁動(dòng)勢(shì)的單位是安培(A)。若沿著閉合回路，磁場(chǎng)強(qiáng)度若沿著閉合回路，磁場(chǎng)強(qiáng)度H的方向的方向總在切線方向，且大小處處相等，則總在切線方向，且大小處處相等，則船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室 4磁導(dǎo)率（導(dǎo)磁系數(shù)）和相對(duì)磁導(dǎo)率磁導(dǎo)率（導(dǎo)磁系數(shù)）和相對(duì)磁導(dǎo)率 （1） 磁導(dǎo)率磁導(dǎo)率 定義：表征各種材料導(dǎo)磁能力的物

16、理量。定義：表征各種材料導(dǎo)磁能力的物理量。 真空中的磁導(dǎo)率用真空中的磁導(dǎo)率用 0表示，經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定，真空的磁導(dǎo)率表示，經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定，真空的磁導(dǎo)率 0=410-7亨亨/米，米， 0為常數(shù)。為常數(shù)。 （2） 相對(duì)磁導(dǎo)率相對(duì)磁導(dǎo)率定義：一般材料的磁導(dǎo)率和真空中的磁導(dǎo)率之定義：一般材料的磁導(dǎo)率和真空中的磁導(dǎo)率之比，稱為這種材料的相對(duì)磁導(dǎo)率。比，稱為這種材料的相對(duì)磁導(dǎo)率。定義式：定義式：r=/0船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室第二節(jié)第二節(jié) 鐵磁材料的磁性能鐵磁材料的磁性能 為了在一定的的磁勢(shì)作用下能為了在一定的的磁勢(shì)作用下能激勵(lì)

17、激勵(lì)較強(qiáng)的磁場(chǎng)，以較強(qiáng)的磁場(chǎng)，以使電機(jī)和變壓器等電器設(shè)備尺寸縮小、重量減輕、性能使電機(jī)和變壓器等電器設(shè)備尺寸縮小、重量減輕、性能改善，必須增加磁路的磁導(dǎo)率。所以電機(jī)和變壓器的鐵改善，必須增加磁路的磁導(dǎo)率。所以電機(jī)和變壓器的鐵心常用心常用磁導(dǎo)率較高的鐵磁材料磁導(dǎo)率較高的鐵磁材料制成，下面對(duì)常用的鐵磁制成，下面對(duì)常用的鐵磁材料及其性質(zhì)作簡(jiǎn)要說明。材料及其性質(zhì)作簡(jiǎn)要說明。重點(diǎn)：重點(diǎn)：1常見的鐵磁材料。常見的鐵磁材料。2鐵磁材料的磁性能。鐵磁材料的磁性能。3鐵磁材料的應(yīng)用。鐵磁材料的應(yīng)用。 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室

18、1.高導(dǎo)磁性高導(dǎo)磁性 （a） (b) 圖圖1-3 磁性材料的磁化磁性材料的磁化思考：磁疇、磁化思考：磁疇、磁化船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室2.磁飽和性（從磁疇的角度理解）磁飽和性（從磁疇的角度理解）圖圖1-4 磁化曲線磁化曲線 圖圖1-5 B與與H的關(guān)系的關(guān)系c點(diǎn)以后為飽和段點(diǎn)以后為飽和段.（飽和電抗器）（飽和電抗器）B-H 曲線曲線, 或稱磁化曲線或稱磁化曲線, 可通過實(shí)驗(yàn)獲得。可通過實(shí)驗(yàn)獲得。 磁化曲線大致可分成三段磁化曲線大致可分成三段:ab段為非飽和段段為非飽和段;（線性電抗器）（線性電抗器）bc段為半

19、飽和段段為半飽和段;（普通電機(jī)、變壓（普通電機(jī)、變壓器的鐵心）器的鐵心）磁化狀態(tài)不同磁化狀態(tài)不同, 磁導(dǎo)率不同磁導(dǎo)率不同. B-H曲線上某點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的磁導(dǎo)率等于該點(diǎn)曲線上某點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的磁導(dǎo)率等于該點(diǎn)切線的斜率切線的斜率(= B/H)船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室3.磁滯性（從磁疇的角度理解）磁滯性（從磁疇的角度理解）如果勵(lì)磁線圈中通入交變勵(lì)磁電流如果勵(lì)磁線圈中通入交變勵(lì)磁電流, 對(duì)鐵心進(jìn)行反復(fù)磁化，磁感應(yīng)強(qiáng)對(duì)鐵心進(jìn)行反復(fù)磁化，磁感應(yīng)強(qiáng)的變化總是滯后于磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化的變化總是滯后于磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化, 這種現(xiàn)象稱為這種現(xiàn)象

20、稱為磁滯現(xiàn)象磁滯現(xiàn)象.為消除剩磁所加的反向磁場(chǎng)強(qiáng)度為消除剩磁所加的反向磁場(chǎng)強(qiáng)度值值Hc稱為稱為矯頑力。矯頑力。HHc 013456Br2圖圖1-6 磁滯回線磁滯回線船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室由實(shí)驗(yàn)可知，鐵磁材料不同，由實(shí)驗(yàn)可知，鐵磁材料不同，其磁滯回線和磁化曲線也不其磁滯回線和磁化曲線也不同。同。圖圖1-7中示出了幾種鐵磁材中示出了幾種鐵磁材料的磁化曲線。按磁性物料的磁化曲線。按磁性物質(zhì)的磁性能，磁性材料可以質(zhì)的磁性能，磁性材料可以分成三種類型：分成三種類型：軟磁材料、軟磁材料、永磁材料、永磁材料、矩磁材料矩

21、磁材料.船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室1.軟磁材料軟磁材料:矯頑力小矯頑力小, 磁滯回線狹窄。磁滯回線狹窄。如鑄鐵、鑄鋼、純鐵、硅鋼、如鑄鐵、鑄鋼、純鐵、硅鋼、坡莫合金和鐵氧體等材料坡莫合金和鐵氧體等材料. 電電機(jī)、變壓器機(jī)、變壓器等電器的鐵心采用等電器的鐵心采用軟磁材料軟磁材料.HHc 013456Br2圖圖1-6 磁滯回線磁滯回線船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室2.永磁材料永磁材料:矯頑力、剩磁均較大矯頑力、剩磁均較大, 磁滯磁滯

22、回線寬?；鼐€寬。一般用來制造一般用來制造永久磁鐵永久磁鐵. 如如鎢鋼、鈷鋼及鐵鎳鋁鈷合金鎢鋼、鈷鋼及鐵鎳鋁鈷合金等等.船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室剩磁很大剩磁很大, 磁滯回線形狀近似矩形。磁滯回線形狀近似矩形。在自動(dòng)控制系統(tǒng)用做在自動(dòng)控制系統(tǒng)用做記憶元件記憶元件、開關(guān)元件和邏輯元件的磁心材料開關(guān)元件和邏輯元件的磁心材料. 常用的有鎂錳鐵氧體及常用的有鎂錳鐵氧體及1J51型鐵型鐵鎳合金等。鎳合金等。3.矩磁材料矩磁材料:船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院

23、船舶電氣設(shè)備教研室o 鐵磁物質(zhì)的磁性是與磁疇結(jié)構(gòu)分不開的。當(dāng)鐵磁物鐵磁物質(zhì)的磁性是與磁疇結(jié)構(gòu)分不開的。當(dāng)鐵磁物質(zhì)受到質(zhì)受到強(qiáng)烈的振動(dòng)強(qiáng)烈的振動(dòng)，或在，或在高溫高溫下由于劇烈熱運(yùn)動(dòng)影下由于劇烈熱運(yùn)動(dòng)影響，磁疇取向性容易混亂。這時(shí)與磁疇聯(lián)系的一系響，磁疇取向性容易混亂。這時(shí)與磁疇聯(lián)系的一系列鐵磁性質(zhì)（如高導(dǎo)磁率、磁滯等），就會(huì)全部消列鐵磁性質(zhì)（如高導(dǎo)磁率、磁滯等），就會(huì)全部消失。因此，管理人員在維修和安裝電機(jī)時(shí)，都應(yīng)注失。因此，管理人員在維修和安裝電機(jī)時(shí)，都應(yīng)注意。意。注意啦！注意啦！船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室電

24、磁爐電磁爐1 1、電磁爐內(nèi)部有一線圈，通電后產(chǎn)生磁場(chǎng)。、電磁爐內(nèi)部有一線圈，通電后產(chǎn)生磁場(chǎng)。2 2、交變的磁場(chǎng)在金屬煲內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、電流。由于存在電阻，放出大量熱能，用于、交變的磁場(chǎng)在金屬煲內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、電流。由于存在電阻，放出大量熱能，用于煮食。煮食。3 3、一般只能選用鐵或不銹鋼煲，其電阻足夠大，產(chǎn)生足夠熱量。不能使用銅煲、玻璃、一般只能選用鐵或不銹鋼煲，其電阻足夠大，產(chǎn)生足夠熱量。不能使用銅煲、玻璃、陶瓷、塑料等。陶瓷、塑料等。船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室第三節(jié)第三節(jié) 磁路的基本概念磁路的基本概念

25、 一、磁路一、磁路 在工程上，為了得到較強(qiáng)的磁場(chǎng)，廣泛利用了鐵磁在工程上，為了得到較強(qiáng)的磁場(chǎng)，廣泛利用了鐵磁物質(zhì)。在電機(jī)、變壓器、繼電器、儀表等電器設(shè)備物質(zhì)。在電機(jī)、變壓器、繼電器、儀表等電器設(shè)備中應(yīng)用中應(yīng)用鐵磁物質(zhì)制成一定的形狀鐵磁物質(zhì)制成一定的形狀，即人為地造成磁，即人為地造成磁通的路徑，磁通主要在這部分空間內(nèi)閉合，其周圍通的路徑，磁通主要在這部分空間內(nèi)閉合，其周圍則因?qū)Т畔禂?shù)小得多而磁通極少。則因?qū)Т畔禂?shù)小得多而磁通極少。這種磁通的路徑這種磁通的路徑稱為磁路。稱為磁路。 ？磁路？磁路重點(diǎn)：重點(diǎn)：磁路的基本定律磁路的基本定律船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電

26、氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室圖圖1-81-8（a a）是永磁式（磁電式）儀表的磁路，圖）是永磁式（磁電式）儀表的磁路，圖1-81-8（b b）為電磁繼電器的磁路，圖為電磁繼電器的磁路，圖1-81-8（c c）為單相鐵心式變壓器的）為單相鐵心式變壓器的磁路，圖磁路，圖1-81-8（d d）為四極轉(zhuǎn)樞式電機(jī)的磁路；）為四極轉(zhuǎn)樞式電機(jī)的磁路； I2I1鐵 心空 氣 隙永 久 磁 鐵I銜 鐵鐵 心磁 軛I電 樞 鐵I(a)(b)(c)(d)圖圖1-8 幾種常見磁路幾種常見磁路幾種常見幾種常見的磁路的磁路（第01章 磁路結(jié)構(gòu)）船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院

27、船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室圖 1-9IIm(a)(b) （a） （b） 圖圖 1-9 磁路中的磁場(chǎng)分布磁路中的磁場(chǎng)分布二、磁路的基本定律與磁路的特點(diǎn)二、磁路的基本定律與磁路的特點(diǎn)磁路中，磁路中，把按照我們安排的路徑而閉合的磁通稱為把按照我們安排的路徑而閉合的磁通稱為主磁通主磁通，而，而把不按照這種路徑閉合的磁通稱為把不按照這種路徑閉合的磁通稱為漏磁通漏磁通。船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室磁路定律是由描述磁場(chǎng)性質(zhì)的磁路定律是由描述磁場(chǎng)性質(zhì)的磁通連續(xù)性磁通連續(xù)性原理和原理和安安培環(huán)路定律培環(huán)

28、路定律導(dǎo)來的。導(dǎo)來的。圖圖1-10 1-10 有分支磁路的分配有分支磁路的分配磁路定律磁路定律由于磁通的連續(xù)性，由于磁通的連續(xù)性，忽略漏磁通后，磁忽略漏磁通后，磁路就與電路相似，路就與電路相似，在一條支路中處處在一條支路中處處都有相同的磁通。都有相同的磁通。船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室1.磁路的基爾霍夫第一定律磁路的基爾霍夫第一定律在磁路的分支處所連接著的各個(gè)鐵梗中磁通的代數(shù)和應(yīng)在磁路的分支處所連接著的各個(gè)鐵梗中磁通的代數(shù)和應(yīng)恒等于零。恒等于零。0 2.磁路的基爾霍夫第二定律磁路的基爾霍夫第二定律磁路中沿任意閉

29、合回路磁壓的代數(shù)和等于沿該回路磁勢(shì)磁路中沿任意閉合回路磁壓的代數(shù)和等于沿該回路磁勢(shì)的代數(shù)和。的代數(shù)和。NIHl 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室3. 磁路的歐姆定律磁路的歐姆定律設(shè)由單一鐵心構(gòu)成的均勻磁路設(shè)由單一鐵心構(gòu)成的均勻磁路Hl = I = INH=B/ = /（ S）mRFSlIN磁動(dòng)勢(shì)磁動(dòng)勢(shì)F=IN磁阻磁阻SlRm 磁路歐姆定律磁路歐姆定律船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室圖1-10 無分支鐵心磁路 a）磁路 b）模擬電路圖船舶

30、電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室o 綜上所述，磁路和電路有很多相似之處。與電路一樣，綜上所述，磁路和電路有很多相似之處。與電路一樣，計(jì)算磁路也是以磁路的基爾霍夫兩條定律相似的定律為計(jì)算磁路也是以磁路的基爾霍夫兩條定律相似的定律為基礎(chǔ)的?；A(chǔ)的。磁路的磁通、磁勢(shì)、磁壓、磁阻等量與電路中磁路的磁通、磁勢(shì)、磁壓、磁阻等量與電路中的電流、電動(dòng)勢(shì)、電壓、電阻等量一一對(duì)應(yīng)的電流、電動(dòng)勢(shì)、電壓、電阻等量一一對(duì)應(yīng)。而且，磁。而且，磁路的歐姆定律對(duì)應(yīng)于電路的歐姆定律。路的歐姆定律對(duì)應(yīng)于電路的歐姆定律。o 另外必須指出，磁路和電路有一個(gè)另

31、外必須指出，磁路和電路有一個(gè)本質(zhì)的差別本質(zhì)的差別，即磁通，即磁通并不像電流一樣代表某種質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)。恒定磁通通過某并不像電流一樣代表某種質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)。恒定磁通通過某磁阻并不像恒定電流通過電阻時(shí)那樣具有能量形式的轉(zhuǎn)磁阻并不像恒定電流通過電阻時(shí)那樣具有能量形式的轉(zhuǎn)換，會(huì)使電阻發(fā)熱。換，會(huì)使電阻發(fā)熱。對(duì)比思考對(duì)比思考船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室磁路和電路的比較（一）磁路和電路的比較（一）磁通磁通磁壓降磁壓降HL磁動(dòng)勢(shì)磁動(dòng)勢(shì)INF 電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)電流電流電壓降電壓降UEI電電路路R+_EIU磁磁路路IN船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課

32、 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室基本定律基本定律mRF 磁阻磁阻SlRm磁感應(yīng)磁感應(yīng)強(qiáng)度強(qiáng)度SB 安培環(huán)路安培環(huán)路定律定律HLNI0磁磁 路路IN歐姆定律歐姆定律電阻電阻電流電流強(qiáng)度強(qiáng)度電壓定律電壓定律電流定律電流定律0IUEREI SlRSIJ磁路與電路的比較磁路與電路的比較 ( (二二) )電電 路路R+_EI船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室三、恒定磁通無分支磁路的計(jì)算三、恒定磁通無分支磁路的計(jì)算磁路的計(jì)算可以分為兩類：磁路的計(jì)算可以分為兩類： （1 1

33、）已知磁通求磁勢(shì)；已知磁通求磁勢(shì)； （2 2）已知磁勢(shì)求磁通。已知磁勢(shì)求磁通。在此我們僅討論已知磁通求磁勢(shì)，并且僅討論無分支在此我們僅討論已知磁通求磁勢(shì)，并且僅討論無分支磁路。磁路。 練習(xí)一下計(jì)算練習(xí)一下計(jì)算船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室無分支磁路中已知磁通求磁勢(shì)，可以無分支磁路中已知磁通求磁勢(shì)，可以按照下列步驟進(jìn)行：按照下列步驟進(jìn)行：1. 按照材料和截面的不同進(jìn)行分段；按照材料和截面的不同進(jìn)行分段；2. 作出中心線，按照所給尺寸計(jì)算出作出中心線，按照所給尺寸計(jì)算出磁路各段的截面磁路各段的截面S1 、 S2和長(zhǎng)和

34、長(zhǎng)度度l1 、 l2 ；3. 按已知的磁通計(jì)算各個(gè)段落的磁感按已知的磁通計(jì)算各個(gè)段落的磁感應(yīng)強(qiáng)度：應(yīng)強(qiáng)度： ,2211SBSB船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室4.4.從各材料的從各材料的B-HB-H曲線（基本磁曲線（基本磁化曲線）上按已算出的磁感化曲線）上按已算出的磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)強(qiáng)度B B1 1、 B B2 2 找出與找出與它們相對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度它們相對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度 H H1 1、 H H2 2 5.5.按照磁路的基爾霍夫第二定按照磁路的基爾霍夫第二定律求出所需要的磁勢(shì)：律求出所需要的磁勢(shì)： .2211lHlHHlNI

35、船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室當(dāng)所給磁路中有空氣隙時(shí)，則可應(yīng)用空氣的導(dǎo)磁率當(dāng)所給磁路中有空氣隙時(shí)，則可應(yīng)用空氣的導(dǎo)磁率0 0 = = 441010-7-7 H/m H/m，由空氣隙的磁感應(yīng)強(qiáng)度，由空氣隙的磁感應(yīng)強(qiáng)度B B0 0 計(jì)算其磁場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算其磁場(chǎng)強(qiáng)度度H H0 0 ：066070000108 . 01025. 1104BBBBH注意注意船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室例例1-2:1-2:有環(huán)形鐵心線圈，其內(nèi)徑為有環(huán)形鐵心線圈，其內(nèi)

36、徑為l00cml00cm，外徑為，外徑為150 cm150 cm，鐵心材料為鑄鋼。磁路中含有一空氣隙，其，鐵心材料為鑄鋼。磁路中含有一空氣隙，其長(zhǎng)度等于長(zhǎng)度等于2 cm2 cm。設(shè)線圈中通有。設(shè)線圈中通有10A10A的電流，如要得到的電流，如要得到0.9T0.9T的磁感應(yīng)強(qiáng)度，試求線圈匝數(shù)。的磁感應(yīng)強(qiáng)度，試求線圈匝數(shù)。 解：解：01HHlNIBH船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室b例例1-2:1-2:有環(huán)形鐵心線圈，其內(nèi)徑為有環(huán)形鐵心線圈，其內(nèi)徑為l00cml00cm，外徑為，外徑為150 cm150 cm，鐵心材料

37、為鑄鋼。磁路中含有一空氣隙，其，鐵心材料為鑄鋼。磁路中含有一空氣隙，其長(zhǎng)度等于長(zhǎng)度等于2 cm2 cm。設(shè)線圈中通有。設(shè)線圈中通有10A10A的電流，如要得到的電流，如要得到0.9T0.9T的磁感應(yīng)強(qiáng)度，試求線圈匝數(shù)。的磁感應(yīng)強(qiáng)度，試求線圈匝數(shù)。 解：解：船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室例例1-2:1-2:有環(huán)形鐵心線圈，其內(nèi)徑為有環(huán)形鐵心線圈，其內(nèi)徑為l00cml00cm，外徑為，外徑為150 cm150 cm，鐵心材料為鑄鋼。磁路中含有一空氣隙，其，鐵心材料為鑄鋼。磁路中含有一空氣隙，其長(zhǎng)度等于長(zhǎng)度等于2 cm

38、2 cm。設(shè)線圈中通有。設(shè)線圈中通有10A10A的電流，如要得到的電流，如要得到0.9T0.9T的磁感應(yīng)強(qiáng)度，試求線圈匝數(shù)。的磁感應(yīng)強(qiáng)度，試求線圈匝數(shù)。 解：解：船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室例例1-2:1-2:有環(huán)形鐵心線圈，其內(nèi)徑為有環(huán)形鐵心線圈，其內(nèi)徑為l00cml00cm，外徑為，外徑為150 cm150 cm，鐵心材料為鑄鋼。磁路中含有一空氣隙，其，鐵心材料為鑄鋼。磁路中含有一空氣隙，其長(zhǎng)度等于長(zhǎng)度等于2 cm2 cm。設(shè)線圈中通有。設(shè)線圈中通有10A10A的電流，如要得到的電流，如要得到0.9T0.9

39、T的磁感應(yīng)強(qiáng)度，試求線圈匝數(shù)。的磁感應(yīng)強(qiáng)度，試求線圈匝數(shù)。 解：解：船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室一、電磁感應(yīng)定律一、電磁感應(yīng)定律1.1.電磁感應(yīng)現(xiàn)象電磁感應(yīng)現(xiàn)象o 18201820年奧斯特的發(fā)現(xiàn)第一次揭示了電流能夠產(chǎn)生磁。年奧斯特的發(fā)現(xiàn)第一次揭示了電流能夠產(chǎn)生磁。法拉第很快就想到磁能否產(chǎn)生電，精心地實(shí)驗(yàn)研究法拉第很快就想到磁能否產(chǎn)生電，精心地實(shí)驗(yàn)研究了了1010余年后，終于在余年后，終于在18311831年第一次發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)年第一次發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，并總結(jié)出電磁感應(yīng)定律?，F(xiàn)象，并總結(jié)出電磁感應(yīng)定律。o 什么

40、是電磁感應(yīng)現(xiàn)象？產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的條件是什么是電磁感應(yīng)現(xiàn)象？產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的條件是什么？什么？ 如圖如圖1-121-12 第四節(jié)第四節(jié) 電磁感應(yīng)電磁感應(yīng) 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室1圖1-12 線圈的感應(yīng)電勢(shì)KE電流表+-2N1N2 圖圖1-12 1-12 線圈的感應(yīng)電勢(shì)線圈的感應(yīng)電勢(shì)分析開關(guān)閉合或斷開分析開關(guān)閉合或斷開瞬間電流表的偏轉(zhuǎn)瞬間電流表的偏轉(zhuǎn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象準(zhǔn)確的定電磁感應(yīng)現(xiàn)象準(zhǔn)確的定義是：義是： 因磁通量變化產(chǎn)因磁通量變化產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象。生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象。 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022

41、-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律精確的實(shí)驗(yàn)表明，導(dǎo)體回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小等于穿過精確的實(shí)驗(yàn)表明，導(dǎo)體回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小等于穿過回路的磁通量的變化率回路的磁通量的變化率 。這個(gè)結(jié)論叫做。這個(gè)結(jié)論叫做法拉第電磁感法拉第電磁感應(yīng)定律應(yīng)定律 。即。即 ： （1-171-17） 式中的負(fù)號(hào)代表感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向。式中的負(fù)號(hào)代表感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向。電動(dòng)勢(shì)的方向（公式中電動(dòng)勢(shì)的方向（公式中的負(fù)號(hào)）由的負(fù)號(hào)）由楞次定律楞次定律確定。確定。 dtddedt 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研

42、室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室式（式（1-171-17）只適用于單匝導(dǎo)線組成的回路，如果回路不是）只適用于單匝導(dǎo)線組成的回路，如果回路不是單匝線圈而是多匝線圈，如果穿過每匝線圈的磁通量相單匝線圈而是多匝線圈，如果穿過每匝線圈的磁通量相同，均為同，均為 ，則，則 ，稱為磁鏈或全磁通。，稱為磁鏈或全磁通。則式（則式（1-171-17）可表達(dá)為）可表達(dá)為 NdtdNdtde說明說明船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室感應(yīng)電動(dòng)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向勢(shì)的方向愣次定律愣次定律可知，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的可知，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向方向總是使得其感

43、應(yīng)總是使得其感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁通來電流產(chǎn)生的磁通來阻止阻止原有磁通量的變化（增加或原有磁通量的變化（增加或減少）。減少）。楞次定律的內(nèi)容為：由于楞次定律的內(nèi)容為：由于磁通量磁通量的改變而產(chǎn)生的感應(yīng)電流會(huì)的改變而產(chǎn)生的感應(yīng)電流會(huì)抵抗磁通量的改變。楞次定律還可表述為：抵抗磁通量的改變。楞次定律還可表述為：感應(yīng)電流感應(yīng)電流的效果的效果總是反抗引起感應(yīng)電流的原因?？偸欠纯挂鸶袘?yīng)電流的原因。船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室圖圖1-141-14感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向的確定確定 NS+uiab如圖如圖1-14，若線圈不動(dòng)

44、，磁鐵向下運(yùn)動(dòng)，若線圈不動(dòng)，磁鐵向下運(yùn)動(dòng)，則通過線圈的磁通則通過線圈的磁通1的方向向下，而且對(duì)的方向向下，而且對(duì)線圈來說磁通是增加的，由線圈來說磁通是增加的，由楞次定律楞次定律知線知線圈感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁通圈感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁通2的方向與穿的方向與穿過它的磁鐵磁通過它的磁鐵磁通1方向相反；方向相反；再根據(jù)右手定則知感應(yīng)電流再根據(jù)右手定則知感應(yīng)電流i從線圈內(nèi)部從線圈內(nèi)部a流向流向b，而感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，而感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)eL的方向與其一致，的方向與其一致，由由a 經(jīng)線圈內(nèi)部指向經(jīng)線圈內(nèi)部指向b，而線圈兩端的電壓，而線圈兩端的電壓由由b指向指向a。船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電

45、氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的確定一般情形下，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向可由下式來決一般情形下，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向可由下式來決定：定： （1-191-19） dtdNeL船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室二、自感系數(shù)二、自感系數(shù)由于由于導(dǎo)體本身導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象叫做的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象叫做自感現(xiàn)自感現(xiàn)象象。在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫。在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫自感電動(dòng)勢(shì)自感電動(dòng)勢(shì)，自感電動(dòng)勢(shì)的作，自感電動(dòng)勢(shì)的作用是阻礙導(dǎo)體自身中電流的變

46、化。用是阻礙導(dǎo)體自身中電流的變化。 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室圖1-18 自感現(xiàn)象的演示(a)(b)LKS1S2RELKS（a） （b） 圖圖1-17 1-17 自感現(xiàn)象的演示自感現(xiàn)象的演示自感現(xiàn)象自感現(xiàn)象（a）中，電阻）中，電阻R與線圈電阻相同，與線圈電阻相同，K閉合瞬間，閉合瞬間，S1先先亮，亮，S2逐漸亮，最后亮度一致。逐漸亮，最后亮度一致。船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院

47、工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室受熱易膨脹受熱易膨脹船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備

48、教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室三、鐵心線圈電路三、鐵心線圈電路 鐵心線圈分為兩種：鐵心線圈分為兩種： 1.1.通直流電勵(lì)磁的通直流電勵(lì)磁的直流鐵心線圈直流鐵心線圈，如直流電機(jī)的勵(lì)磁，如直流電機(jī)的勵(lì)磁 線圈、電磁吸盤及各種直流電器的線圈；線圈、電磁吸盤及各種直流電器的線圈； 2.2.通交流電勵(lì)磁的通交流電勵(lì)磁的交流鐵心線圈交流鐵心線圈，如交流電機(jī)、變壓，如交流電機(jī)、變壓器及各種交流電器的線圈。器及各種交流電器的線圈。 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)

49、院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室A.直流鐵心線圈的磁路直流鐵心線圈的磁路IU直流勵(lì)磁線圈電路直流勵(lì)磁線圈電路（恒磁勢(shì)系統(tǒng)）（恒磁勢(shì)系統(tǒng)）特點(diǎn)特點(diǎn):mmRINRF U一定一定I一定一定磁動(dòng)勢(shì)磁動(dòng)勢(shì) F=IN一定一定)(mRF 磁通和磁阻成反比磁通和磁阻成反比 （線圈中沒有反電動(dòng)勢(shì)）（線圈中沒有反電動(dòng)勢(shì)）RUI （R 為線圈的電阻）為線圈的電阻）船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室A.A.直流鐵心線圈的磁路直流鐵心線圈的磁路通直流電勵(lì)磁的直流鐵心線圈的磁路的分析比較簡(jiǎn)單，通直流電勵(lì)磁的直流鐵心線圈的磁

50、路的分析比較簡(jiǎn)單，因?yàn)閯?lì)磁電流是直流，產(chǎn)生的磁通是固定的，由式可知因?yàn)閯?lì)磁電流是直流，產(chǎn)生的磁通是固定的，由式可知: : 即在線圈和鐵心中不會(huì)感生電動(dòng)勢(shì)，在一定的直流電壓即在線圈和鐵心中不會(huì)感生電動(dòng)勢(shì)，在一定的直流電壓U U下下, , 線圈中的電流線圈中的電流 I I只和線圈本身的電阻只和線圈本身的電阻R R有關(guān)，即有關(guān)，即這就是為什么交流線圈不能隨意接直流電源的原因。這就是為什么交流線圈不能隨意接直流電源的原因。0dtdILdtdiLe直流鐵心線直流鐵心線圈的磁路圈的磁路RUI 船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室u

51、Leei交流激勵(lì)交流激勵(lì)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)電路方程：電路方程：dtdNRieeuulR)()(的感應(yīng)電勢(shì)的感應(yīng)電勢(shì) 和和 產(chǎn)生產(chǎn)生一般情況下一般情況下 很小很小Ru忽略忽略dtdNeulB.交流鐵心線圈的磁路交流鐵心線圈的磁路船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室假設(shè)假設(shè)tmsin則則)90sin(2cos0tfNtNummdtdNu uLeei船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室有效值有效值mmfN UU44.42相量相量mmfNjfNjEE44. 42290.船舶電氣設(shè)備與系統(tǒng) 課 件2022-4-30輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室輪機(jī)學(xué)院工程學(xué)院船舶電氣設(shè)備教研室交流鐵心線圈電路交流鐵心線圈電路（恒磁通系統(tǒng)）（恒磁通系統(tǒng)）交流磁路中磁阻交流磁路中磁阻 對(duì)電流的影響對(duì)電流的影響mR 在吸合過程中若外加電壓不變?cè)谖线^程中若外加電壓不變, 則則 基本不變?；静蛔?。uimRIN 小小 電流小電流小電磁鐵吸合后電磁鐵吸合后(氣隙小