07磁路和变压器

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1、今日作业7-107-14第七章磁路和变压器第七章磁路与变压器7.1磁路7.3交流铁心线圈电路7.4变压器在电工技术中不仅要讨论电路问题，还需讨论磁路问题。因为很多电工设备与电路和磁路都有关系，如电动机、变压器、电磁铁及电工测量仪表等。磁路问题除了与磁场、磁介质有关外，还与电流相关。7.1磁路7.1磁路一、磁路的基本概念二、磁路计算中的基本物理量1.磁感应强度2.磁导率3.磁场强度三、磁性材料的磁性能1.高导磁性2.磁饱和性3.磁滞性7.1磁路一、磁路的基本概念线圈通入电流后，产生磁通，分主磁通和漏磁通。iΦ：主磁通u1u2Φ：漏磁通铁心线圈（导磁性能好的磁性材料）磁路

2、：主磁通所经过的闭合路径。7.1磁路二、磁路计算中的基本物理量1、磁感应强度（磁通密度）与磁场方向相垂直的单位面积上通过的磁通（磁力线）B的单位：特斯拉（Tesla）B1Tesla=104高斯S单位：韦伯7.1磁路2、磁导率：表征各种材料导磁能力的物理量真空中的磁导率()0为常数74π10（亨/米）0一般材料的磁导率和真空中的磁导率之比，称为这种材料的相对磁导率r1，则称为磁性材料r铁、镍、钴及其合金等r0r1，则称为非磁性材料铜、铝、纸、空气等7.1磁路3、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。BH

3、单位：B：特斯拉：亨/米H：安/米7.1磁路三、磁性材料的磁性能1.高导磁性磁性材料的导磁能力很强，磁性物质在外磁场的作用下，内部逐渐形成一个很强的附加磁场，使磁力线集中于磁性物质中穿过，就象导体导电一样起了导磁作用。BBB()大小HHH(I)2.磁饱和性3.磁滞性4.非线性7.1磁路高导磁率的成因磁性材料的磁导率很大，μr>>1，可达102~105量级。分子电流和磁畴理论：•分子中电子的绕核运动和自转将形成分子电流，分子电流将产生磁场，每个分子都相当于一个小磁铁。•由于磁性物质分子的相互作用，使分子电流在局部自发形成有序排列而显示出磁性，这些小区域称为磁畴。7.

4、1磁路•磁性物质没有外磁场时，各磁畴是混乱排列的，磁场互相抵消；当在外磁场作用下，磁畴就逐渐转到与外磁场一致的方向上，即产生了一个与外磁场方向一致的磁化磁场，从而磁性物质内的磁感应强度大大增加——物质被强烈的磁化了。磁性物质被广泛地应用于电工设备中，电动机、电磁铁、变压器等设备中线圈中都含有的铁心。就是利用其磁导率大的特性，使得在较小的电流情况下得到尽可能大的磁感应强度和磁通。非磁性材料没有磁畴的结构，所以不具有磁化特性。7.1磁路磁性物质的磁化示意图(a)无外场，磁畴排(b)在外场作用下，磁畴列杂乱无章。排列逐渐进入有序化。7.1磁路2、磁性物质的磁饱和性•磁性物质因磁化产

5、生的磁场是不会无限制增加的，当外磁场(或激励磁场的电流)增大到一定程度时，全部磁畴都会转向与外场方向一致。这时的磁感应强度将达到饱和值。BBcbBJaB0HO磁化曲线7.1磁路磁性物质的磁饱和性B，μBμHOμ与H的关系磁性物质的μ不是常数，Φ与H也不存在正比关系。7.1磁路3、磁性物质的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。磁感应强度滞后于磁场强度变化的性质称为磁滞性。如图为磁性物质的滞回曲线。BB1r2要使剩磁消失，-HC通常需进行反向磁化。3HO6将B=0时的H值称为矫顽磁力Hc，547.1磁路四、磁性物质的

6、分类BBBHHH软磁材料永磁材料矩磁材料根据磁性能，磁性材料又可分为三种：软磁材料（磁滞回线窄长。如铸铁、硅钢等，常用做铁心、磁头、磁心、磁鼓等）、永磁材料（磁滞回线宽。如碳钢、稀土钴等，常用做永久磁铁）、矩磁材料（磁滞回线接近矩形。如镁锰铁氧体等，可用做记忆元件、开关元件、逻辑元件等）。7.1磁路7.3交流铁心线圈电路励磁电流：在磁路中用来产生磁通的电流直流-------直流磁路励磁电流交流-------交流磁路i直流磁路u1u2磁路分析交流磁路7.1磁路直流铁心线圈通直流来励磁（如直流电机的励磁线圈、电磁吸盘及各种直流电器的线圈）。因为励磁是直流，则产生的磁通是恒定

7、的，在线圈和铁心中不会感应出电动势来，在一定的电压U下，线圈电流I只与线圈的R有关，P也只与I2R有关，所以分析直流铁心线圈比较简单。交流铁心线圈通交流来励磁（如交流电机、变压器及各种交流电器的线圈）。其电压、电流等关系与直流不同。7.1磁路交流磁路的分析Φi交流激励Φue线圈中产生感应电势LeΦ：主磁通Φ：漏磁通ddNeNLuiNi()dtdtddieNLdtdt7.1磁路Φ和Φ产生Φ电路方程：的感应电势iΦuu(e)(e)RlueLdΦR