3.1磁場(chǎng)的基本物理量3.2磁性材料的磁性質(zhì)

1、目錄：目錄： 3.1 3.1 磁路的基本物理量磁路的基本物理量 3.2 3.2 磁性材料的磁性質(zhì)磁性材料的磁性質(zhì) 3.3 3.3 磁路基本定律磁路基本定律 3.4 3.4 鐵心線圈電路鐵心線圈電路 3.5 3.5 變壓器變壓器 3.6 3.6 電磁鐵與繼電器電磁鐵與繼電器 3.7 3.7 汽車交流發(fā)電機(jī)汽車交流發(fā)電機(jī) 3.8 3.8 汽車用直流電動(dòng)機(jī)汽車用直流電動(dòng)機(jī)學(xué)習(xí)任務(wù)3 磁路與電機(jī)3.1 磁路的基本物理量學(xué)習(xí)任務(wù)3 磁路與電機(jī)3.1 磁路的基本物理量 汽車上有變壓器、交流發(fā)電機(jī)、直流電動(dòng)機(jī)、電磁鐵、繼電器等含有感性元件的電器設(shè)備。這些設(shè)備中存在電感線圈，當(dāng)電感線圈通電后在電路中就產(chǎn)生了磁

2、場(chǎng)。磁場(chǎng)的磁感線在鐵心的限定范圍內(nèi)形成的閉合路徑，即磁路。 (c)磁電式儀表磁路 (d)繼電器磁路(a)變壓器磁路 (b)直流電動(dòng)機(jī)磁路學(xué)習(xí)任務(wù)3 磁路與電機(jī)3.1.1 3.1.1 磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度(B)3.1 磁路的基本物理量 磁感應(yīng)強(qiáng)度B是描述磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量。它是一個(gè)矢量。磁感應(yīng)強(qiáng)度B與電流強(qiáng)度I之間的方向關(guān)系可以用右手螺旋定則來(lái)確定，大小為FBIl在國(guó)際單位制中B的單位為特斯拉(T)。 勻強(qiáng)磁場(chǎng)：磁場(chǎng)中各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相同。磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向：就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向，即該點(diǎn)磁感線的切線方向。 學(xué)習(xí)任務(wù)3 磁路與電機(jī)3.1 磁路的基本物理量3.1.2 3.

3、1.2 磁通磁通( )( )定義：為穿過(guò)某一面積的磁感線的條數(shù)。 在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B與垂直于磁場(chǎng)方向的面積S的乘積，為通過(guò)該面積的磁通 ，也稱磁通量。 BS由式 可得 ，由此可見(jiàn)，磁感應(yīng)強(qiáng)度也可以稱為磁通密度。 BSBS在國(guó)際單位制中， 的單位為韋伯(Wb)。 學(xué)習(xí)任務(wù)3 磁路與電機(jī)3.1 磁路的基本物理量3.1.3 3.1.3 磁導(dǎo)率磁導(dǎo)率()磁導(dǎo)率是描述磁場(chǎng)中介質(zhì)導(dǎo)磁能力的物理量。 磁導(dǎo)率值大的材料，導(dǎo)磁性能好。 鐵磁性物質(zhì)有鐵、鈷、鎳及其合金等材料，非磁性物質(zhì)有氣體、非金屬、銅、鋁等材料。真空中的磁導(dǎo)率 非磁性材料磁導(dǎo)率與真空磁導(dǎo)率近似相等 H/m相對(duì)磁導(dǎo)率：某物質(zhì)的磁導(dǎo)率與真空

4、磁導(dǎo)率的比值，用 表示。rr0鐵磁物質(zhì)的磁導(dǎo)率不是常數(shù)，它隨線圈上通電電流的改變而改變。 學(xué)習(xí)任務(wù)3 磁路與電機(jī)3.1 磁路的基本物理量在國(guó)際單位制中，H的單位為A/m。3.1.4 3.1.4 磁場(chǎng)強(qiáng)度磁場(chǎng)強(qiáng)度(H) 為了便于計(jì)算，引入計(jì)算磁場(chǎng)的輔助物理量，用H表示。它與磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系是 在磁場(chǎng)中H與B的方向相同，但數(shù)值上不相等。 B與H區(qū)別：在通電線圈所產(chǎn)生的磁場(chǎng)中，H代表電流本身所產(chǎn)生的磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，反映了電流的勵(lì)磁能力，其大小只與電流成正比，而與介質(zhì)的性質(zhì)無(wú)關(guān)。B代表電流產(chǎn)生磁場(chǎng)以及介質(zhì)被磁化后所產(chǎn)生的總磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，其大小不僅與電流的大小有關(guān)，而且還與介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)。H相當(dāng)于激勵(lì)，B相當(dāng)

5、于響應(yīng)。BH學(xué)習(xí)任務(wù)3 磁路與電機(jī)3.2 磁性材料的磁性3.2 磁性材料的磁性能學(xué)習(xí)任務(wù)3 磁路與電機(jī)3.2 磁性材料的磁性3.2.1 3.2.1 高導(dǎo)磁性高導(dǎo)磁性 自然界物質(zhì)按磁導(dǎo)率不同可分為兩大類：磁性物質(zhì)和非磁性物質(zhì)。 非磁性物質(zhì)分子電流的磁場(chǎng)方向雜亂無(wú)章，幾乎不受外磁場(chǎng)的影響而互相抵消，不顯磁性。 磁性物質(zhì)內(nèi)部形成許多小區(qū)域，其分子間存在的一種特殊的作用力使每一區(qū)域內(nèi)的分子磁場(chǎng)排列整齊，顯示磁性，稱這些小區(qū)域?yàn)榇女?。這是磁性物質(zhì)所特有的結(jié)構(gòu)。 在沒(méi)有外磁場(chǎng)作用的鐵磁性物質(zhì)中，各個(gè)磁疇排列雜亂無(wú)章，磁場(chǎng)互相抵消，整體對(duì)外不顯磁性。 3.2 磁性材料的磁性能學(xué)習(xí)任務(wù)3 磁路與電機(jī)3.2 磁

6、性材料的磁性能3.2.1 3.2.1 高導(dǎo)磁性高導(dǎo)磁性 在外磁場(chǎng)作用下，磁疇方向發(fā)生變化，使之與外磁場(chǎng)方向趨于一致，物質(zhì)整體顯示出磁性來(lái)，稱為磁化。 磁化后的鐵磁性物質(zhì)內(nèi)部的磁感應(yīng)強(qiáng)度大大增加。 磁性材料中，如鐵的相對(duì)磁導(dǎo)率在200以上，鑄鋼的相對(duì)磁導(dǎo)率在1000以上，硅鋼片的相對(duì)磁導(dǎo)率可達(dá)7000，而玻莫合金的相對(duì)磁導(dǎo)率可達(dá)105以上。由于鐵磁性物質(zhì)具有高導(dǎo)磁性，在這種具有鐵磁性材料的線圈中通入不太大的勵(lì)磁電流，便可以產(chǎn)生較大的磁通和磁感應(yīng)強(qiáng)度，因此被廣泛應(yīng)用于汽車發(fā)電機(jī)、直流電動(dòng)機(jī)及各種繼電器中。非磁性材料沒(méi)有磁疇結(jié)構(gòu)，所以不具有磁化的特性。學(xué)習(xí)任務(wù)3 磁路與電機(jī)3.2 磁性材料的磁性能3

7、.2.2 3.2.2 磁飽和性磁飽和性 磁性物質(zhì)由于磁化所產(chǎn)生的磁化磁場(chǎng)不會(huì)隨著外磁場(chǎng)的增強(qiáng)而無(wú)限增強(qiáng)。 當(dāng)外磁場(chǎng)增大到一定程度時(shí)，磁性物質(zhì)的全部磁疇的磁場(chǎng)方向都轉(zhuǎn)向與外部磁場(chǎng)方向一致，磁化磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度將趨向某一定值。 B與H不成正比，兩者關(guān)系的曲線稱為磁化曲線。在H比較小時(shí)，B差不多與H成正比增加；當(dāng)H增加到一定值后，B的增加緩慢下來(lái)，到a點(diǎn)之后，隨著H的繼續(xù)增加，B卻增加得很少。此即為磁飽和現(xiàn)象。 學(xué)習(xí)任務(wù)3 磁路與電機(jī)3.2 磁性材料的磁性能3.2.3 3.2.3 磁滯性磁滯性 磁性物質(zhì)在大小和方向不斷變化的外磁場(chǎng)H的反復(fù)磁化過(guò)程中，磁性物質(zhì)內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化總是落后于外磁場(chǎng)H的

8、變化，這一特性稱為磁滯性。學(xué)習(xí)任務(wù)3 磁路與電機(jī)3.2 磁性材料的磁性能3.2.3 3.2.3 磁滯性磁滯性當(dāng)H從0增到Hm時(shí)，B由0增到Bm，鐵磁物質(zhì)正向磁化。當(dāng)H由Hm減小到0時(shí)，B的減小并不是按起始磁化曲線變化，而是沿著稍高于起始磁化曲線的位置下降。當(dāng)H=0時(shí)，B并未回到0，而是B=Br，稱為剩磁。當(dāng)H繼續(xù)減小到-Hc時(shí)，B=0，Hc稱為矯頑磁力。可見(jiàn)B的變化總是滯后于H的變化。當(dāng)H反方向從-Hc增至-Hm時(shí)，B由0變?yōu)?Bm。之后令H回到0，再次增至+Hm。從而形成磁滯回線。 學(xué)習(xí)任務(wù)3 磁路與電機(jī)3.2 磁性材料的磁性能3.2.3 3.2.3 磁滯性磁滯性1硬磁材料 磁滯回線很寬，Br和Hc很大。如碳鋼、鎢鋼、鎳鋼合金等。用來(lái)制造永久磁鐵。學(xué)習(xí)任務(wù)3 磁路與電機(jī)3.2 磁性材料的磁性能3.2.3 3.2.3 磁滯性磁滯性2軟磁材料 磁滯回線很窄，Br和Hc很小。如軟鐵