电工第6章磁路与铁心线圈电路

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1、第6章磁路与铁心线圈电路6.2交流铁心线圈电路6.3变压器*6.4电磁铁6.1磁路及其分析方法7/24/202112.了解变压器的基本结构、工作原理，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；本章要求：第6章磁路与铁心线圈电路*4.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；7/24/20212在很多电工设备（像变压器、电机、电磁铁电工测量仪器等）中，不仅有电路的问题，同时还有磁路的问题。只有同时掌握了电路和磁路的基本理论，才能对以上电工

2、设备进行全面分析。本章结合磁路和铁心线圈电路的分析，讨论变压器的工作原理，作为应用实例。磁路和电路往往是相关的，因此在这里要研究磁路和电路的关系以及磁和电的关系。在电机、变压器及各种铁磁元件中常用磁性材料做成一定形状的铁心。铁心的磁导率比周围空气或其它物质的磁导率高的多，磁通的绝大部分经过铁心形成闭合通路，磁通的闭合路径称为磁路。6.1磁路及其分析方法7/24/20213直流电机的磁路交流接触器的磁路_+NSNSIf四极直流电机和交流接触器的磁路6.1磁路及其分析方法7/24/202146.1.1磁场的基本物理量1.磁感应强度表示磁场内某点磁场强弱和方

3、向的物理量。磁感应强度B的大小与电流的方向之间符合右手螺旋定则。磁感应强度B的单位:特斯拉(T)，1T=1Wb/m2均匀磁场:各点磁感应强度大小相等，方向相同的磁场，也称匀强磁场。磁感应强度B的定义磁感应强度B的方向7/24/202152.磁通磁通：表示磁场内某截面磁场强弱的物理量。大小等于穿过垂直于B方向的面积S中的磁力线总数。说明:如果不是均匀磁场，则取B的平均值。在均匀磁场中=BS或B=/S磁感应强度B在数值上可以看成为与磁场方向垂直的单位面积所通过的磁通,故又称磁通密度。磁通的单位:韦[伯](Wb)1Wb=1T·m23.磁场强度磁场强

4、度H：是计算磁场时所引用的一个物理量，也是矢量，通过它来确定磁场与电流之间的关系。磁场强度H的单位：安培/米（A/m)7/24/20216任意选定一个闭合回线的围绕方向，凡是电流方向与闭合回线围绕方向之间符合右螺旋定则的电流作为正、反之为负。式中：是磁场强度矢量沿任意闭合线(常取磁通作为闭合回线)的线积分；I是穿过闭合回线所围面积的电流的代数和。安培环路定律电流正负的规定：安培环路定律（全电流定律）I1HI2所以安培环路定律将电流与磁场强度联系起来。在均匀磁场中Hl=IN7/24/20217由实验可测得：真空的磁导率为：4.磁导率表示磁场媒质磁性的物

5、理量，衡量物质的导磁能力。它与磁场强度的乘积就等于磁感应强度，即：磁导率的单位：亨/米（H/m）它是一个常数，将其它物质的磁导率和它比较很方便。磁导率的定义：7/24/20218任一种物质的磁导率和真空的磁导率0的比值。也即当磁场媒质是某种物质时某点的磁感应强度B与在同样电流下真空时该点的磁感应强度B0之比的倍数。自然界的所有物质按磁导率的大小，大体上可分为磁性材料和非磁性材料。相对磁导率r：7/24/202196.1.2磁性材料的磁性能1.高导磁性磁性材料的磁导率通常都很高，即r1(如坡莫合金，其r可达2105)。磁性材料能被强烈

6、的磁化，具有很高的导磁性能。磁性材料主要指铁、镍、钴及其合金等。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。7/24/202110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的增强。2.磁饱和性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。OHBB0BJB•a•b磁化曲线当外磁场增大到一定程度时，磁性物质的全部磁畴的

7、磁场方向都转向与外部磁场方向一致，磁化磁场的磁感应强度将趋向某一定值。如图。7/24/202111B-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（I）不成正比，磁性物质的磁导率不是常数，随H而变。磁性物质的磁化曲线在磁路计算上极为重要，实际中通过实验得出。OHB,B磁化曲线B和与H的关系7/24/202112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/

8、(A/m)H/(A/m)12345678910103B/T1.81.61.41.21.00.