磁路与铁心线圈电路1

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1、第3章磁路与变压器3.1磁路及其分析方法*3.2交流铁心线圈电路*3.3变压器3.4电磁铁1i磁路：磁通所经过的闭合路径。21、磁感应强度B（磁通密度）单位：韦伯1Tesla=104高斯B的单位：特斯拉（Tesla）3.1.1磁场的基本物理量表示磁场内某点的磁场强弱和方向磁通:磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积S的乘积3.1磁路及其分析方法3安培环路定律（全电流定律）:磁场中任何闭合回路磁场强度的线积分，等于通过这个闭合路径内电流的代数和。I1I2I3电流方向和磁场强度的方向符合右手定则，电流取正；否则取

2、负。2、磁场强度H4在无分支的均匀磁路（磁路的材料和截面积相同，各处的磁场强度相等）中，如环形线圈，安培环路定律可写成：53、磁导率：表征各种材料导磁能力的物理量（亨/米）真空的磁导率()为常数一般材料的磁导率和真空的磁导率之比相对磁导率，则称为磁性材料，则称为非磁性材料6单位：B：特斯拉：亨/米：安/米4.磁场强度H与磁感应强度B的关系7讨论磁场内某一点的磁场强度H与有关吗？由上两式可知，磁场内某一点的H只与电流大小、线圈匝数及该点的几何位置有关，而与无关8磁性材料的磁性能一、高导磁性指磁性材料的磁导

3、率很高，r>>1，使其具有被强烈磁化的特性。3.1.2磁性材料的磁性能高导磁性、磁饱和性、磁滞性、非线性磁性物质的磁化9二、磁饱和性当外磁场（或励磁电流）增大到一定值时，磁性材料的全部磁畴的磁场方向都转向与磁场的方向一致，磁化磁场的磁感应强度BJ达到饱和值。B和与H的关系注当有磁性物质存在时B与H不成比例，与I也不成比例。10三、磁滞性当铁心线圈中通有交变电流（大小和方向都变化）时，铁心就受到交变磁化，电流变化时，B随H而变化，当H已减到零值时，但B未回到零，这种磁感应强度滞后于磁场强度变化的性质称磁

4、性物质的磁滞性。磁滞回线剩磁：当线圈中电流减到零（H＝0），铁心在磁化时所获的磁性还未完全消失，这时铁心中所保留的磁感应强度称为剩磁感应强度Br11BrHcH（I）B(φ)0BrHcH（I）B(φ)0BrHcH（I）B(φ)0铁磁材料分类：软磁材料（磁滞回线窄长。常用做磁头、磁心等）永磁材料（磁滞回线宽。常用做永久磁铁）矩磁材料（磁滞回线接近矩形。可用做记忆元件）。12总磁动势等于各段磁压降之和INNI：磁动势。用F表示HL：磁压降。用Um表示3.1.3磁路的分析方法目的：分析磁动势与磁通的关系原理：安培环

5、路定理13INSL磁性材料是非线性的Rm：磁阻磁路的欧姆定律磁路的欧姆定律14磁路和电路的比较磁路电路磁通INR+_EI磁压降磁动势电动势电流电压降U15励磁电流：在磁路中用来产生磁通的电流励磁电流直流----直流磁路交流----交流磁路磁路分析直流磁路交流磁路3.1.4磁路的分析iu16IU一、直流磁路的分析直流磁路的特点:直流磁路和电路中的恒压源类似直流电路中E固定I随R变化随变化直流磁路中F固定一定一定磁动势F=IN一定磁通和磁阻成反比（线圈中没有反电动势）（R为线圈的电阻）170ARm0=——l0

6、解：l1r0ARm1=——–铁心：气隙：=—————–410-610-4210-45=—1061/H103410-610-40.2=——–————–5=—1061/HUm=Um0+Um1=(Rm0+Rm1)5=—10620.410-4AFm=400AI=Fm/N=0.4AUm0=Um1=200Al0l1+l0——=——=0.1%11000结论:气隙的长度很小,但磁阻很大,故磁压降很大。NI0,l0l1,r,A例已知:l1=0.2m,A=10-4m2,N=103

7、,=0.410-4Wb,l0=0.2mm,Nr=103,求：Fm和I0=410-6=400A18交流激励线圈中产生感应电势二、交流磁路的分析iu+--+-+u→i→Φ→eΦδ→eδ：主磁通：漏磁通*3.2交流铁心线圈电路19电路方程：ui+--+-+假设20铁芯原边绕组副边绕组1、变压器的工作原理3.3变压器变压器符号：i1u1+--+-++-+-21i1u1+--+-++-+-u2+-原边:副边：22空载:原边接入电源，副边开路。K为变比i1u1+--+-++-u2+-1.原、副边电压关系当

8、电源电压U1一定时，只要改变匝数比，就可得出不同的输出电压U223i1u1+--+-++-+-2.原、副边电流关系副边带负载后对磁路的影响：在副边感应电压的作用下，副边线圈中有了电流i2。此电流在磁路中也会产生磁通，从而影响原边电流i1。但当外加电压、频率不变时，铁芯中主磁通的最大值在变压器空载或有负载时基本不变带负载后磁动势的平衡关系为：24结论：原、副边电流与匝数成反比25'ZL=—U1I1•••I2nZL•