磁路的基本知識

01磁路的基本概念鐵磁材料的磁性能02鐵芯線圈、磁路03鐵芯損耗鐵磁材料的分類和用途04鐵芯線圈、磁路實(shí)際電路中有大量電感元件的線圈中有鐵心。線圈通電后鐵心就構(gòu)成磁路，磁路又影響電路。因此電工技術(shù)不僅有電路問題，同時(shí)也有磁路問題。01磁路的基本概念電流通過N匝線圈產(chǎn)生的磁動勢：均勻磁場中磁通Φ等于磁感應(yīng)強(qiáng)度B與垂直于磁場方向的面積S的乘積，單位是韋伯(Wb)。磁路的基本概念f=iNf在鐵芯中激發(fā)按正弦規(guī)律變化，沿鐵芯閉合的工作磁通φ。iuφ交流鐵心線圈示意圖電路部分磁路部分……1Wb=108Mx磁路的基本概念磁導(dǎo)率μ：磁導(dǎo)率μ表示物質(zhì)的導(dǎo)磁性能，單位是亨/米(H/m)。真空的磁導(dǎo)率：

非鐵磁物質(zhì)的磁導(dǎo)率與真空極為接近，鐵磁物質(zhì)的磁導(dǎo)率遠(yuǎn)大于真空的磁導(dǎo)率。相對磁導(dǎo)率μr：物質(zhì)磁導(dǎo)率與真空磁導(dǎo)率的比值。磁路的基本概念μr≈1的物質(zhì)，如銅、鋁、橡膠、空氣、塑料等。μr>>1的物質(zhì)，如鐵、鎳、鈷、鋼、合金鋼、坡莫合金等。鐵磁性物質(zhì)彼此之間的相對磁導(dǎo)率差別很大。如鑄鐵的μr≈200～400；鑄鋼的μr≈500～2200；硅鋼的μr≈7000～10000；坡莫合金的μr≈20000～200000。一個(gè)磁路中若有氣隙存在，則氣隙磁阻>>鐵芯磁阻。非磁性物質(zhì)鐵磁性物質(zhì)物質(zhì)根據(jù)相對磁導(dǎo)率的不同可分為兩大類磁路的基本概念磁感應(yīng)強(qiáng)度B和磁場強(qiáng)度H磁感應(yīng)強(qiáng)度B是表征磁場中某點(diǎn)強(qiáng)弱和方向的物理量。B的大小與磁場周圍介質(zhì)的磁導(dǎo)率μ有關(guān)；磁路歐姆定律可以用來定性的分析磁路的情況。磁場強(qiáng)度H是表征電流的磁場強(qiáng)弱和方向的物理量。H的大小與磁場周圍介質(zhì)的磁導(dǎo)率μ無關(guān)。磁路歐姆定律：02鐵磁材料的磁性能鐵磁材料的磁性能鐵磁材料內(nèi)部往往有相鄰的幾百個(gè)分子電流圈流向一致，因此在這些極小的區(qū)域內(nèi)就形成了一個(gè)個(gè)天然的磁性區(qū)域—磁疇。鐵磁材料內(nèi)部的磁疇排列雜亂無章，磁性相互抵消，因此對外不顯示磁性。

鐵磁材料之所以具有高導(dǎo)磁性，是因?yàn)樵谒鼈兊膬?nèi)部具有一種特殊的物質(zhì)結(jié)構(gòu)—磁疇。磁疇是怎么形成的？顯然，磁疇是由分子電流產(chǎn)生的。磁疇因受外磁場作用而順著外磁場的方向發(fā)生歸順性重新排列，在內(nèi)部形成一個(gè)很強(qiáng)的附加磁場。（a）無外磁場情況（b）有外磁場情況鐵磁材料的磁性能起始磁化曲線和磁滯回線磁滯回線中H為零時(shí)B并不為零的現(xiàn)象說明鐵磁材料具有剩磁性。BH0cba起始磁化曲線oa段是線性段ab段是上升段bc段是磁化曲線的膝部C點(diǎn)以后是飽和段起始磁化曲線反映了什么？起始磁化曲線的ab段反映了鐵磁材料的高導(dǎo)磁性；c點(diǎn)以后說明鐵磁材料具有磁飽和性。磁滯回線中B的變化總是落后于H的變化說明鐵磁材料具有磁滯性；鐵磁材料反復(fù)磁化一周所構(gòu)成的曲線稱為磁滯回線。鐵磁材料的磁性能磁導(dǎo)率可達(dá)102~104，由鐵磁材料組成的磁路磁阻很小，在線圈中通入較小的電流即可獲得較大的磁通。B不會隨H的增強(qiáng)而無限增強(qiáng)，H增大到一定值時(shí)，B不能繼續(xù)增強(qiáng)。高導(dǎo)磁性磁飽和性鐵磁性材料具有高導(dǎo)磁性、磁飽和性、磁滯性和剩磁性。鐵心線圈中通過交變電流時(shí)，H的大小和方向都會改變，鐵心在交變磁場中反復(fù)磁化的過程中，B的變化總是滯后于H的變化，這種現(xiàn)象稱為磁滯性；當(dāng)H減為零時(shí)B并不為零。磁滯性和剩磁性03

鐵芯損耗鐵磁材料反復(fù)磁化時(shí)，內(nèi)部磁疇的極性取向隨著外磁場的交變來回翻轉(zhuǎn)，在翻轉(zhuǎn)的過程中，由于磁疇間相互摩擦而引起的能量損耗稱為磁滯損耗。鐵芯損耗

渦流在鐵芯中造成的熱量損耗。

根據(jù)電流的熱效應(yīng)，渦流通過鐵芯將使鐵芯發(fā)熱，嚴(yán)重時(shí)會造成設(shè)備燒損。渦流損耗φ在交變磁場作用下，整塊鐵芯中產(chǎn)生的旋渦狀感應(yīng)電流稱為渦流。渦流對電氣設(shè)備有何影響？為減小渦流損耗，常用硅鋼片疊壓制成電機(jī)電器的鐵芯。04鐵磁材料的分類和用途鐵磁材料的分類和用途具有磁導(dǎo)率很高、易磁化、易去磁特點(diǎn)的鐵磁材料。軟磁材料適用于制作各種電機(jī)電器的鐵心。具有磁導(dǎo)率不太高、但一經(jīng)磁化、能保留很大的剩磁且不易去磁特點(diǎn)的鐵磁材料。硬磁材料適用于制作各種人造磁體。軟磁材料硬磁材料鐵磁材料根據(jù)工程上用途的不同可分為三大類具有磁導(dǎo)率極高、磁化