电工学电工技术第6章

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1、第6章磁路与铁心线圈电路6.1磁路及其分析方法6.2交流铁心线圈电路6.3变压器6.4电磁铁1本章要求2.了解变压器的基本结构、工作原理、运行特性和绕组的同极性端，理解变压器额定值的意义；3.掌握变压器电压、电流和阻抗变换作用；4.了解三相电压的变换方法；5.了解电磁铁的基本工作原理及其应用知识。1.理解磁场的基本物理量的意义，了解磁性材料的基本知识及磁路的基本定律，会分析计算交流铁心线圈电路；2磁场的特性可用磁感应强度、磁通、磁场强度、磁导率等几个物理量表示。一、磁感应强度B与磁场方向相垂直的单位面积上通过的磁通（磁力线），可表示磁场内某点的磁场强弱和方向。B的单位：

2、特[斯拉]（T）1T＝104Gs的单位：韦伯矢量6.1磁路及其分析方法6.1.1磁场的基本物理量3二、磁通磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积S的乘积，称为通过该面积的磁通。如磁场内各点的磁感应强度的大小相等，方向相同，这样的磁场则称为均匀磁场。＝BS的单位：伏•秒，通称为韦[伯]Wb。或麦克斯韦Mx，1Wb＝108Mx4三、磁场强度H磁场强度是计算磁场所用的物理量，其大小为磁感应强度和导磁率之比。H的单位：安／米的单位：亨／米矢量5安培环路定律（全电流律）：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

3、的方向符合右手定则，电流取正；否则取负。6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，安培环路定律可写成：磁路长度L线圈匝数NIHL：称为磁压降。NI：称为磁通势。一般用F表示。F=NI7总磁通势在非均匀磁路（磁路的材料或截面积不同，或磁场强度不等）中，总磁通势等于各段磁压降之和。例：IN8四、磁导率磁导率是一个用来表示磁场媒质磁性和衡量物质导磁能力的物理量。•真空中的磁导率为常数9•一般材料的磁导率和真空磁导率0的比值，称为该物质的相对磁导率r或10五、物质的磁性1.非磁性物质非磁性物质分子电流的磁场方向杂乱无章，几乎不受外磁场的影响

4、而互相抵消，不具有磁化特性。非磁性材料的磁导率都是常数，有：所以磁通与产生此磁通的电流I成正比，呈线性关系。当磁场媒质是非磁性材料时，有：即B与H成正比，呈线性关系。由于OHB0r1B=0H()(I)112.磁性物质磁性物质内部形成许多小区域，其分子间存在的一种特殊的作用力使每一区域内的分子磁场排列整齐，显示磁性，称这些小区域为磁畴。在外磁场作用下，磁畴方向发生变化，使之与外磁场方向趋于一致，物质整体显示出磁性来，称为磁化。即磁性物质能被磁化。磁畴外磁场在没有外磁场作用的普通磁性物质中，各个磁畴排列杂乱无章，磁场互相抵消，整体对外不显磁性。磁畴12讨论磁

5、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。13磁性材料的磁性能：高导磁性、磁饱和性、磁滞性、非线性一、高导磁性指磁性材料的磁导率很高，r>>1，使其具有被强烈磁化的特性。磁性物质的高导磁性被广泛地应用于电工设备中，如电机、变压器及各种铁磁元件的线圈中都放有铁心。在这种具有铁心的线圈中通入不太大的励磁电流，便可以产生较大的磁通和磁感应强度。6.1.2磁性材料的磁性能14二、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

6、达到饱和值。磁化曲线H注当有磁性物质存在时B与H不成比例，与I也不成比例。BJ磁场内磁性物质的磁化磁场的磁感应强度曲线；B0磁场内不存在磁性物质时的磁感应强度直线；BBJ曲线和B0直线的纵坐标相加即磁场的B-H磁化曲线。15B-H磁化曲线的特征：Oa段：B与H几乎成正比地增加；ab段：B的增加缓慢下来；b点以后：B增加很少，达到饱和。OHBB0BJB•a•b有磁性物质存在时，B与H不成正比，磁性物质的磁导率不是常数，随H而变。有磁性物质存在时，与I不成正比。磁性物质的磁化曲线在磁路计算上极为重要，其为非线性曲线，实际中通过实验得出。OHB,B磁化曲线B和与H

7、的关系16三、磁滞性在铁心线圈通有交变电流时，铁心将受到交变磁化。但当H减少为零时，B并未回到零值，出现剩磁Br。BHO12345磁感应强度滞后于磁场强度变化的性质称为磁滞性。右图为磁性物质的磁滞回线。要使剩磁消失，通常需进行反向磁化。将B=0时的H值称为矫顽磁力Hc。617几种常见磁性物质的磁化曲线a铸铁b铸钢c硅钢片O0.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0103H/(A/m)H/(A/m)12345678910103B/T1.81.61.41.21.00.80.60.40.2ababcc18四、磁性物质的分类