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(chǎng)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(jì)算

第五節(jié)交變磁通下的鐵心損耗

第六節(jié)交流鐵心線(xiàn)圈中的電壓、電流及磁通

第七節(jié)交流鐵心線(xiàn)圈的等效電路

第八節(jié)電磁鐵

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

的單位：特斯拉（Tesla）§13.1磁場(chǎng)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(qiáng)度B的通量稱(chēng)為磁通如果磁場(chǎng)均勻且磁場(chǎng)方向垂直于S面，則磁通的連續(xù)性原理：

磁場(chǎng)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(chēng)為這種材料的相對(duì)磁導(dǎo)率，則稱(chēng)為磁性材料，則稱(chēng)為非磁性材料四、磁場(chǎng)強(qiáng)度H及（全電流定律）

1、磁場(chǎng)強(qiáng)度是計(jì)算磁場(chǎng)所用的物理量，其大小為磁感應(yīng)強(qiáng)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(chǎng)中任何閉合回路磁場(chǎng)強(qiáng)度的線(xiàn)積分，等于通過(guò)這個(gè)閉合路徑內(nèi)電流的代數(shù)和。I1I2I3電流方向和磁場(chǎng)強(qiáng)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(xiàn)

1.非線(xiàn)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(xiàn)根據(jù)磁性能，磁性材料又可分為三種：軟磁材料（磁滯回線(xiàn)窄長(zhǎng)。常用做磁頭、磁心等）、永磁材料（磁滯回線(xiàn)寬。常用做永久磁鐵）、矩磁材料（滯回線(xiàn)接近矩形?？捎米鲇洃浽?。

三、基本磁化曲線(xiàn)磁路：主磁通所經(jīng)過(guò)的閉合路徑。i§13.3磁路及磁路定律1、磁路線(xiàn)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(xiàn)圈2、磁路的基爾霍夫第一定律對(duì)于有分支磁路，其分支匯集處稱(chēng)為磁路的節(jié)點(diǎn)，磁路的任意節(jié)點(diǎn)所連接的各分支磁路的代數(shù)和等于零。I1N1N2I2即：

在無(wú)分支的均勻磁路（磁路的材料和截面積相同，各處的磁場(chǎng)強(qiáng)度相等）中，安培環(huán)路定律可寫(xiě)成：磁路長(zhǎng)度L線(xiàn)圈匝數(shù)NIHL：稱(chēng)為磁壓降。NI：稱(chēng)為磁動(dòng)勢(shì)。一般用F

表示。F=NI3、磁路的基爾霍夫第二定律總磁動(dòng)勢(shì)

在非均勻磁路（磁路的材料或截面積不同，或磁場(chǎng)強(qiáng)度不等）中，總磁動(dòng)勢(shì)等于各段磁壓降之和。例：IN對(duì)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(xiàn)性的，磁路歐姆定律多用作定性分析，不做定量計(jì)算。令：Rm

稱(chēng)為磁阻磁路和電路的比較（一）磁路電路磁通INI磁壓降磁動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)電流電壓降R+_EU基本定律磁阻磁感應(yīng)強(qiáng)度安培環(huán)路定律磁路IN歐姆定律電阻電流強(qiáng)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(lì)磁電流：在磁路中用來(lái)產(chǎn)生磁通的電流勵(lì)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(jì)算線(xiàn)圈中的勵(lì)磁電流為直流時(shí)，磁路中的磁通不隨時(shí)間而變化，這樣的磁路就叫恒定磁通磁路。磁路的計(jì)算的目的：找出磁通與磁動(dòng)勢(shì)之間的關(guān)系。一、已知磁通求磁動(dòng)勢(shì)計(jì)算程序?yàn)椋憾?、已知磁?dòng)勢(shì)求磁通無(wú)分支的均勻磁路，計(jì)算不復(fù)雜。不均勻磁路，采用試探法?！?3.5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(chēng)為磁滯損耗。為了減少磁滯損耗，應(yīng)盡量選用磁滯回線(xiàn)狹窄的鐵磁材料制作鐵心。二、渦流損耗處在交變磁場(chǎng)中的鐵心，電磁感應(yīng)會(huì)在鐵心內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，稱(chēng)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(chǎng)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(xiàn)圈中的電壓、電流及磁通一、電壓與磁通的關(guān)系交流激勵(lì)線(xiàn)圈中產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)iue假設(shè)則最大值有效值ui一定時(shí)磁動(dòng)勢(shì)IN隨磁阻的變化而變化。當(dāng)外加電壓U、頻率f

與線(xiàn)圈匝數(shù)N一定時(shí)，便確定下來(lái)。根據(jù)磁路歐姆定律，當(dāng)交流磁路的特點(diǎn):交流磁路和電路中的恒流源類(lèi)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(duì)電流的影響電磁鐵吸合過(guò)程的分析：在吸合過(guò)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(dòng)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(zhǎng)時(shí)間吸不上，線(xiàn)圈中的電流一直很大，將會(huì)導(dǎo)致過(guò)熱，把線(xiàn)圈燒壞。注意：(U不變，I不變）(I

隨Rm

變化）（U不變時(shí)，

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(xiàn)圈的等效電路一、不考慮線(xiàn)圈內(nèi)阻和漏磁通時(shí)的等效電路模型對(duì)應(yīng)的等效電路模型為：其中二、考慮線(xiàn)圈內(nèi)阻和漏磁通時(shí)的等效電路模型rXS§13.8電磁鐵電磁鐵：是利用通電鐵心線(xiàn)圈對(duì)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(xiàn)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(jì)算吸力的基本公式是：1