第十三章磁路和鐵心變壓器

第十三章磁路和鐵心變壓器

第一節(jié)磁場的基本物理量及基本性質(zhì)

第二節(jié)鐵磁物質(zhì)的磁化

第三節(jié)磁路及磁路定理

第四節(jié)恒定磁通磁路的計算

第五節(jié)交變磁通下的鐵心損耗

第六節(jié)交流鐵心線圈中的電壓、電流及磁通

第七節(jié)交流鐵心線圈的等效電路

第八節(jié)電磁鐵

一、磁感應(yīng)強度（磁通密度）若在磁場中的一點垂直于磁場方向放置一段長為△l、通有電流I的導(dǎo)體，其受到的磁力為△F，則該點磁感應(yīng)強度的大小為：1Tesla=104高斯B

的單位：特斯拉（Tesla）§13.1磁場的基本物理量及基本性質(zhì)二、磁通及磁通的連續(xù)性原理某一面積S的磁感應(yīng)強度B的通量稱為磁通如果磁場均勻且磁場方向垂直于S面，則磁通的連續(xù)性原理：

磁場中任何封閉曲面的磁通恒等于零。三、磁導(dǎo)率：表征各種材料導(dǎo)磁能力的物理量（亨/米）真空中的磁導(dǎo)率()為常數(shù)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磁導(dǎo)率，則稱為磁性材料，則稱為非磁性材料四、磁場強度H及（全電流定律）

1、磁場強度是計算磁場所用的物理量，其大小為磁感應(yīng)強度和導(dǎo)磁率之比。單位：B

：特斯拉：亨/米：安/米mBH=2、全電流定律（安培環(huán)路定律）磁場中任何閉合回路磁場強度的線積分，等于通過這個閉合路徑內(nèi)電流的代數(shù)和。I1I2I3電流方向和磁場強度的方向符合右手定則，電流取正；否則取負(fù)。

一、起始磁化曲線

1.非線性大小BH(I)BH

2.磁滯性§13.2鐵磁物質(zhì)的磁化

二、磁滯回線根據(jù)磁性能，磁性材料又可分為三種：軟磁材料（磁滯回線窄長。常用做磁頭、磁心等）、永磁材料（磁滯回線寬。常用做永久磁鐵）、矩磁材料（滯回線接近矩形?？捎米鲇洃浽?/p>

三、基本磁化曲線磁路：主磁通所經(jīng)過的閉合路徑。i§13.3磁路及磁路定律1、磁路線圈通入電流后，產(chǎn)生磁通，分主磁通和漏磁通。：主磁通：漏磁通鐵心（導(dǎo)磁性能好的磁性材料）線圈2、磁路的基爾霍夫第一定律對于有分支磁路，其分支匯集處稱為磁路的節(jié)點，磁路的任意節(jié)點所連接的各分支磁路的代數(shù)和等于零。I1N1N2I2即：

在無分支的均勻磁路（磁路的材料和截面積相同，各處的磁場強度相等）中，安培環(huán)路定律可寫成：磁路長度L線圈匝數(shù)NIHL：稱為磁壓降。NI：稱為磁動勢。一般用F

表示。F=NI3、磁路的基爾霍夫第二定律總磁動勢

在非均勻磁路（磁路的材料或截面積不同，或磁場強度不等）中，總磁動勢等于各段磁壓降之和。例：IN對于均勻磁路磁路中的歐姆定律四、磁路的歐姆定律：則：INSL注：由于磁性材料是非線性的，磁路歐姆定律多用作定性分析，不做定量計算。令：Rm

稱為磁阻磁路和電路的比較（一）磁路電路磁通INI磁壓降磁動勢電動勢電流電壓降R+_EU基本定律磁阻磁感應(yīng)強度安培環(huán)路定律磁路IN歐姆定律電阻電流強度克氏電壓定律克氏電流定律磁路與電路的比較(二)電路R+_EI勵磁電流：在磁路中用來產(chǎn)生磁通的電流勵磁電流直流-------直流磁路交流-------交流磁路磁路分析直流磁路交流磁路§13.4恒定磁通磁路的計算線圈中的勵磁電流為直流時，磁路中的磁通不隨時間而變化，這樣的磁路就叫恒定磁通磁路。磁路的計算的目的：找出磁通與磁動勢之間的關(guān)系。一、已知磁通求磁動勢計算程序為：二、已知磁動勢求磁通無分支的均勻磁路，計算不復(fù)雜。不均勻磁路，采用試探法。§13.5交變磁通下的鐵心損耗一、磁滯損耗由于磁滯現(xiàn)象引起的能量損耗稱為磁滯損耗。為了減少磁滯損耗，應(yīng)盡量選用磁滯回線狹窄的鐵磁材料制作鐵心。二、渦流損耗處在交變磁場中的鐵心，電磁感應(yīng)會在鐵心內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，稱之為渦流。減小渦流損耗采用的兩種措施：一是增大鐵心材料的電阻率

二采用互相絕緣的薄鋼片沿著順磁場方向疊成鐵心。三、鐵損鐵損磁滯損耗渦流損耗§13.6

交變鐵心線圈中的電壓、電流及磁通一、電壓與磁通的關(guān)系交流激勵線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電勢iue假設(shè)則最大值有效值ui一定時磁動勢IN隨磁阻的變化而變化。當(dāng)外加電壓U、頻率f

與線圈匝數(shù)N一定時，便確定下來。根據(jù)磁路歐姆定律，當(dāng)交流磁路的特點:交流磁路和電路中的恒流源類似直流磁路中：

固定F隨變化直流電路中：

IS固定U

隨R

變化交流磁路中磁阻對電流的影響電磁鐵吸合過程的分析：在吸合過程中若外加電壓不變,則基本不變。iu電磁鐵吸合前(氣隙大）

大起動電流大電磁鐵吸合后(氣隙小）小電流小如果氣隙中有異物卡住，電磁鐵長時間吸不上，線圈中的電流一直很大，將會導(dǎo)致過熱，把線圈燒壞。注意：(U不變，I不變）(I

隨Rm

變化）（U不變時，

基本不變）直流磁路交流磁路磁路小結(jié)（隨Rm變化）§13.7交流鐵心線圈的等效電路一、不考慮線圈內(nèi)阻和漏磁通時的等效電路模型對應(yīng)的等效電路模型為：其中二、考慮線圈內(nèi)阻和漏磁通時的等效電路模型rXS§13.8電磁鐵電磁鐵：是利用通電鐵心線圈對鐵磁物質(zhì)產(chǎn)生電磁吸力而工作的一種電氣設(shè)備。SNF×○×○×○⊙⊙⊙×○×○×○⊙⊙⊙NS①②③電磁鐵線圈①鐵心②銜鐵③電磁吸力是電磁鐵的技術(shù)指標(biāo)之一。計算吸力的基本公式是：1