電工電子技術(shù)（第3版） 課件 3.2 磁性材料磁化及磁路

磁性材料磁化性質(zhì)及磁路田玉主講老師：電工電子技術(shù)

知識(shí)目標(biāo)01

1.認(rèn)識(shí)鐵磁材料的磁化性質(zhì)和磁化原理2.認(rèn)識(shí)鐵磁材料的分類能力目標(biāo)021.會(huì)利用鐵磁材料磁化性質(zhì)分析鐵磁材料的應(yīng)用

思政目標(biāo)03敢于嘗試，發(fā)現(xiàn)潛力，建立突破自我，超越自我的信心學(xué)習(xí)目標(biāo)K知識(shí)引入磁鐵可以吸引鐵質(zhì)的釘子，卻不能吸引木質(zhì)的材料，這是為什么呢？一、磁路及磁路歐姆定律

1．磁路

通電線圈，其芯子為鐵磁質(zhì)。由于鐵磁質(zhì)磁導(dǎo)率遠(yuǎn)大于空氣磁導(dǎo)率，使鐵芯內(nèi)磁通遠(yuǎn)大于空氣中的漏磁通，忽略空氣漏磁通可近似認(rèn)為通電線圈磁場(chǎng)幾乎全部集中在鐵芯內(nèi)，這種集中在一定路徑內(nèi)的磁場(chǎng)稱為磁路。顯然磁路形狀取決于鐵芯形狀uiΦ磁通Φ2．磁路歐姆定律

稱為磁通勢(shì)，稱為磁阻，分別對(duì)應(yīng)電阻元件在電路中的電動(dòng)勢(shì)和電阻，磁通量對(duì)應(yīng)電流，兩個(gè)關(guān)系式相似，故稱此式為磁路歐姆定律變壓器磁路電動(dòng)機(jī)磁路一、磁路及磁路歐姆定律uiΦ磁通Φ1．變壓器、電動(dòng)機(jī)等電工設(shè)備的磁路為什么都選用磁性材料制成？2．電機(jī)的定子與轉(zhuǎn)子之間有氣隙，與整塊鐵芯比較，在磁通勢(shì)F不變的條件下，磁通將如何變化？3.雖然是鐵芯但不是閉合的，如圖還會(huì)成為磁路嗎？由此你可以總結(jié)出磁路形成的條件嗎？變壓器磁路電動(dòng)機(jī)磁路思考6非線性！m不是常數(shù)矯頑力矯頑力剩磁剩磁磁滯性磁飽和非線性1.鐵磁質(zhì)磁化性質(zhì)：非線性；高導(dǎo)磁性；磁飽和性；磁滯性?；敬呕€：B=f（H）或

Φ=f（I）H（I）B（

F）0baB（

F）H（I）ti勵(lì)磁電流勵(lì)磁電流ti001122334455661二、磁性材料磁化性質(zhì)及分類

鐵磁材料根據(jù)工程上用途的不同可以分為三大類：軟磁材料具有磁導(dǎo)率很高、易磁化、易去磁的顯著特點(diǎn)，適用于制作各種電機(jī)、電器的鐵心。軟磁材料硬磁材料的磁導(dǎo)率不太高、但一經(jīng)磁化能保留很大剩磁且不易去磁，適用于制作各種永久磁體。硬磁材料矩磁材料磁導(dǎo)率極高、磁化過(guò)程中只有正、負(fù)兩個(gè)飽和點(diǎn)，適用于制作各類存儲(chǔ)器中記憶元件的磁芯。矩磁材料BH0硬磁性材料磁滯回線包圍的面積很寬大。BH0BH0軟磁性材料磁滯回線包圍的面積很小。二、磁性材料磁化性質(zhì)及分類2.分類鐵磁材料內(nèi)部往往有相鄰的幾百個(gè)分子電流圈流向一致，這些分子電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)疊加起來(lái)，就形成了一個(gè)個(gè)天然的小磁性區(qū)域—磁疇。不同鐵磁物質(zhì)內(nèi)部磁疇的數(shù)量不同。通常情況下，鐵磁材料內(nèi)部的磁疇排列雜亂無(wú)章，其磁性相互抵消，因此對(duì)外不顯示磁性。鐵磁材料之所以具有高導(dǎo)磁性。是因?yàn)樵谄鋬?nèi)部具有一種特殊的物質(zhì)結(jié)構(gòu)—磁疇。這些磁疇相當(dāng)于一個(gè)個(gè)小磁鐵。顯然，磁疇是由分子電流產(chǎn)生的。有外磁場(chǎng)作用時(shí)磁疇在外界磁場(chǎng)的作用下，均發(fā)生歸順性轉(zhuǎn)向，使得鐵磁材料內(nèi)部形成一個(gè)很強(qiáng)的附加磁場(chǎng)。磁疇是怎么形成的？二、磁性材料磁化性質(zhì)及分類3.鐵磁材料磁化原因4.鐵芯損耗根據(jù)電流的熱效應(yīng)原理，渦流通過(guò)鐵芯時(shí)將使鐵芯發(fā)熱，顯然渦流增加設(shè)備絕緣設(shè)計(jì)的難度，渦流嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成設(shè)備的燒損。φ在交變磁場(chǎng)作用下，整塊鐵芯中產(chǎn)生的旋渦狀感應(yīng)電流稱為渦流。為減小渦流損耗，常用硅鋼片疊壓制成電機(jī)電器的鐵芯。(1)磁滯損耗鐵磁材料反復(fù)磁化時(shí)，內(nèi)部磁疇的極性取向隨著外磁場(chǎng)的交變來(lái)回翻轉(zhuǎn)，在翻轉(zhuǎn)的過(guò)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。磁滯損耗使鐵芯發(fā)熱。(2)渦流損耗渦流對(duì)電氣設(shè)備有何影響？二、磁