《電路分析》課件8.3

內(nèi)容簡介

本教材理論推導(dǎo)從簡，計(jì)算思路交待詳細(xì)，概念述明來龍去脈，增加例題數(shù)量和難度檔次，章節(jié)分“重計(jì)算”及“重概念”兩類區(qū)別對待，編排講究逐步引深的遞進(jìn)關(guān)系，聯(lián)系工程實(shí)際，訓(xùn)練動手能力，盡力為后續(xù)課程鋪墊。借助類比及對偶手法，語言樸實(shí)簡練，圖文印刷結(jié)合緊密，便于自學(xué)與記憶，便于節(jié)省理論教學(xué)時(shí)數(shù)。適用于應(yīng)用型本科及高職高專電力類、自動化類、機(jī)電類、電器類、儀器儀表類、電子類及測控技術(shù)類專業(yè)。

第8章磁路和鐵芯線圈電路的概念第一節(jié)、磁路的主要物理量和基本性質(zhì)第二節(jié)、鐵磁材料的磁化曲線及其分類第三節(jié)、磁路定律及磁路、電路的比較第四節(jié)、交流磁路中電壓、磁通及電流間的關(guān)系第五節(jié)、交流鐵心線圈的電路模型8.3磁路定律及磁路、電路的比較

磁路主要由鐵磁材料組成，中間也包括氣隙，氣隙往往是電磁力的作用空間。鐵磁材料的磁導(dǎo)率比周圍的空氣大許多倍，所以絕大部分磁通在鐵心中閉合，稱為主磁通；極少數(shù)磁通經(jīng)周圍空氣閉合，稱為漏磁通。

理想情況下，忽略漏磁通，則磁通均在鐵心組成的磁路中閉合。8.3.1磁路的基爾霍夫第一定律

有分支的磁路，對任一分支點(diǎn)上的封閉面而言，磁路的基爾霍夫第一定律表達(dá)式為：進(jìn)入和穿出任一封閉面磁通的代數(shù)和等于零。進(jìn)入封閉面的磁通量等于穿出該封閉面的磁通量。8.3.2磁路的基爾霍夫第二定律

圖示無分支磁路，可按磁路材料不同、橫截面積不同分為三段，每段都為勻強(qiáng)磁場。磁路的基爾霍夫第二定律表達(dá)式為：

沿任一閉合磁路，各段磁路上的磁壓之和恒等于磁動勢的代數(shù)和。

磁動勢是磁路中有磁場存在的根源。

——磁動勢（磁勢

）——磁壓（磁壓降）8.3.3磁路的歐姆定律

這段磁路由磁導(dǎo)率為的材料構(gòu)成，長為，橫截面積為S，穿過的磁通為Φ，其磁壓為該段磁路的磁阻

1/亨利（1/H）

磁通Φ與磁動勢Fm成正比，與磁阻Rm成反比。當(dāng)磁通勢Fm＝N一定時(shí)，Rm越大，磁通Ф越??；反之Rm越小，磁通Ф越大。

磁阻Rm是反映磁路阻礙磁通經(jīng)過作用大小的物理量，是磁路的固有特性，與磁路長度成正比、與面積成反比，磁材料磁導(dǎo)率越高磁阻越小。磁路的磁阻計(jì)算時(shí)需根據(jù)基本磁化曲線，對每一個(gè)H值查對應(yīng)的B。

應(yīng)特別注意：鐵磁材料的值不是常數(shù)，導(dǎo)致Rm也不是常數(shù)。所以以下公式僅有定性意義，不便實(shí)際計(jì)算。

磁路進(jìn)入磁飽和后，值下降，磁阻Rm增加。8.3.4交流線圈的電抗交流線圈的電感系數(shù)L為

交流線圈的電感系數(shù)L與線圈匝數(shù)N的平方成正比，與磁導(dǎo)率及鐵心橫截面積S成正比，與鐵心長度成反比。交流線圈的電抗為

電抗與f、線圈匝數(shù)的平方成正比、與磁阻成反比。鐵心飽和時(shí)，值下降，Rm增加，電抗隨之減小。

8.3.5磁路與電路的比較磁路和電路的差別：（1）導(dǎo)線中有電流時(shí)，就有功率損耗；而在直流磁路中，磁通大小不變，鐵心中沒有功率損耗，僅交流磁路有損耗存在。（2）鐵磁材料的相對磁導(dǎo)率僅為非磁性材料的10000倍左右。因此磁路不可能短路和開路。通常需考慮通過空氣閉合的漏磁通。（3）電阻率ρ在一定溫度下恒定不變，而鐵磁材料的磁導(dǎo)率μ不是常數(shù)，磁飽和時(shí)μ值下降。磁路各量之間為非線性關(guān)系。p66[例8-1]

解（1）首先求出磁場強(qiáng)度H。

查圖8—9鑄鋼的磁化曲線，時(shí),H=700A/m

（2）當(dāng)線圈通入2.5A電流時(shí)，磁場強(qiáng)度為p66[例8-1]續(xù)

再查圖8—9鑄鋼的磁化曲線，H=5000A/m時(shí),

從該例計(jì)算可得到結(jié)論：

2.5A電流太大，使磁路進(jìn)入了磁飽和，結(jié)果使絕對磁導(dǎo)率μ值下降了4.5倍，磁阻Rm增加了4.5倍。電流從0.35A到2.5A增加了7倍多，換取磁通的增長僅為1.6倍。p66[例8-1]續(xù)

p66[例8-2]解(1)用安培環(huán)路定律計(jì)算

磁場強(qiáng)度

勵磁電流磁動勢

(2)用磁路歐姆定律計(jì)算磁通磁阻磁動勢勵磁電流p66[例8-3]

解由于空氣隙很短，可將空氣隙和鑄鋼的橫截面積看成相等，磁感應(yīng)強(qiáng)度也相等。

磁路平均長度為

查鑄鋼的磁化曲線，時(shí)

,

H1=540A/m，鑄鋼段的磁壓為空氣隙中的磁場強(qiáng)度

空氣隙的磁壓

結(jié)論：大部分磁動勢都用在了空氣隙上，空氣隙雖然很短但磁壓很大，是由于空氣隙的磁阻比鑄鋼鐵心的磁阻要大得多（6.8倍）。鑄鋼段的磁阻

空氣隙的磁阻

p66[例8-3]續(xù)總磁壓

p66[例8-4]

解（1）查鑄鐵的磁化曲線，時(shí),H1=8250A/m

。

（2）查硅鋼片的磁化曲線，時(shí)

,