《铁心线圈与变压器》PPT课件

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1、铁心线圈与变压器第15章15.3电磁铁15.1磁路的基本概念15.2铁心线圈电路15.4变压器第15章铁心线圈与变压器学习目标了解磁路的基本物理量和基本定律；了解铁磁性材料的磁性能以及磁损耗概念；理解交流铁心线圈电路的基本电磁关系以及电压电流关系；了解电磁铁的基本结构以及工作原理；了解变压器的基本结构、同极性端及特殊变压器的特点；掌握变压器的工作原理及额定值的意义。磁路：主磁通所经过的闭合路径。F线圈通入电流后，产生磁通，分主磁通和漏磁通。F：主磁通F：漏磁通铁心（导磁性能好的铁磁性材料）线圈15.1磁路的基本概念i15.1.1磁路的基本物理

2、量SBF=磁感应强度（磁通密度）：B：单位：特斯拉（T）磁通：F：单位：韦伯（Wb）磁动势：F：单位：安（A）磁场强度：H：单位：安/米（A/m）磁导率：：单位：亨/米（H/m）F=NIlHNI=表征各种材料导磁能力的物理量mBH=真空中的磁导率()为常数0m称为这种材料的相对磁导率一般材料的磁导率m和真空中的磁导率m0之比，，则称为磁性材料，则称为非磁性材料-70104=pm·非磁性材料：磁导率低，如真空、空气；磁性材料：磁导率高，如铁磁物质。分子中的电子环绕原子核运动和本身的自转运动形成分子电流，分子电流产生磁场。每个分子基本上相当于一个小

3、磁铁。磁性物质内，分成许多小区域，分子间的特殊作用力使每个区域内的分子磁铁排列整齐，显示磁性，称为：磁畴。磁畴在没有外电场作用时，各磁畴排列混乱，磁场互相抵消，对外不显磁性。15.1.2铁磁性材料的磁性能B0在铁心上绕上线圈，通入电流，产生磁场：B0B0：以空气为介质产生的磁感应强度。B0Bj在外磁场的作用下，磁畴就顺向外磁场的方向，显示出磁性，产生很强的磁化磁场。B0外电流越大，磁化磁场越大，当外电流增大到一定值时，磁畴全部转向外磁场的方向，Bj最大。Bj结论：（1）用铁磁材料作磁路时，通入不大的励磁电流，可产生足够大的磁通和磁感应强度。（2

4、）用铁磁材料作磁路时，可以做成大电感。非磁性材料没有磁畴的结构，不具有磁化的特性。H（4）铁磁材料的不是常数，随电流变化。（5）铁心线圈的电感是随电流变化的。铁心线圈是非线性电感。（3）磁性物质由于磁化所产生的磁化磁场不会随着外磁场的增强而无限增强，当外磁场增大到一定值时，全部磁畴的磁场方向都转向与外磁场的方向一致。这时：磁化磁场的磁感应强度Bj即达到饱和值。空心线圈是线性电感。非线性！m不是常数矫顽力矫顽磁力剩磁剩磁磁滞性磁饱和非线性铁磁性材料的磁性能非线形；强磁化性；磁饱和性；磁滞性。基本磁化曲线：B=f（H）或F=f（I）H（I）B(

5、F)0QPB（F）H（I）ti励磁电流励磁电流ti001122334455661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。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（滞回线接近矩形。可用做记忆元件）。B（F）H（I）B（F）H（I）B（F）H（I）对于均匀磁路15.1.3磁路的欧姆定律则：INSL由于磁性材料的不为常数，磁路欧姆定律只用作定性分析，不做定量计算。slRmm=令：Rm称为磁阻φmRLSNIF==m注意！磁路和电路的比较磁通Φ磁压降HL磁动势INF=电动势电流电压降UEI电路R+_EIU磁

6、路IN磁阻SlRmμ=电阻SlRγ=mRF=Φ欧姆定律REI=欧姆定律F——反映通电线圈励磁能力的大小Rm——表示磁路的材料对磁通起阻碍作用的物理量。反映磁路导磁性能的强弱，它只与磁路的尺寸、材料的导磁率有关。对于不同材料或不同截面组成的几段磁路，磁路的总磁阻为各段磁阻之和。INF=SlRmm=一定：大Rm小F小I小小Rm大F大I大I一定：大Rm小大小Rm大小对带有空气隙的磁路l1、1l2、20.5l0Rm0中，虽然l0很小，但0很小，因此Rm0很大，使整个磁路的磁阻大大增加。I不变：Rm大小不变：Rm大I大电工设备的磁路

7、中要尽量减小空气隙.例1一环型铁心线圈，尺寸如图示，铁心材料为铸钢，磁路中含有长度为0.2厘米的空气隙。设线圈中通有1A的电流，如要得到0.9T的磁感应强度，试求线圈匝数。15cm10cm0.2cmI解:磁路的平均长度为L=(10+15)*3.14=39.2cm铸钢磁路的长度为L1=39.2-0.2=39cm查磁化曲线,当B=0.9T时，H=500AH1L1=500·39·10-2=195A气隙磁路长度为H0L0=B0L0/0=1440ANI=H1L1+H0L0=1635A?L0=0.2cm0=410-7Hm励磁电流：在磁路中用来产生磁通

8、的电流。（线圈中的电流）15.2铁心线圈电路分类：直流铁心线圈交流铁心线圈励磁电流为直流电励磁电流为交流电将线圈绕制在铁心上就构成了铁心