附录A 磁路和铁心线圈

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1、附录A磁路和铁心线圈4.铁磁物质的特性重点：2.磁路的基本定律1.磁场和磁路的概念3.恒定磁通磁路的计算磁路的基本概念由于铁磁材料的高磁导率，铁芯有使磁感应通量集中到自己内部的作用。工程上把由磁性材料组成的、（可包括气隙），能使磁力线集中通过的整体，称为磁路。磁路特点铁心中的磁场比周围空气中的磁场强得多；在限定的区域内利用较小的电流获得较强的磁场;主磁通远远大于漏磁通；A.1磁场和磁路(a)变压器(b)接触器(c)继电器(d)四极电机(e)永磁式电磁仪表几种常见的磁路根据电磁场理论，磁场是由电流产生的，它与电流在空间的分布和周围

2、空间磁介质的性质密切相关。描述磁场的基本物理量是磁感应强度B和磁场强度H。1.磁感应强度B磁感应强度是根据洛仑兹力定义的。定义穿过磁场中给定曲面S的磁感应强度B的通量为磁通：单位是：特斯拉（T）Wb(韦伯)若S面为闭合曲面磁通是标量。磁通连续性原理表明磁力线是无头无尾的闭合曲线，定义穿进闭合曲面的磁通为负，穿出闭合曲面的磁通为正，两者的绝对值相等，这就是磁通连续性原理。这一性质是建立在自然界不存在磁荷的基础上。Wb(韦伯)几乎所有的气体、液体和固体，不论其内部结构如何，放入磁场中都会对磁场产生影响，表明所有的物质都有磁性，但大

3、部分媒质的磁性较弱，只有铁磁物体才有较强的磁性。4.磁场强度H引入磁场中感受轻微推斥力的物质。所有的有机化合物和大部分无机化合物是抗磁体。抗磁体引入磁场中感受轻微吸引力拉向强磁场的物质。铝和铜等金属是顺磁体。顺磁体定义：磁场强度单位：A/m考虑媒质的磁化，引入磁场强度H由于磁性材料的μ不是常量，在磁路中上述关系为非线性关系。在磁场中，对H的任意闭合线积分等于穿过闭合路径所界定面的传导电流的代数和：安培环路定律：A.2铁磁物质的磁化曲线1.铁磁质的磁特性用B—H曲线来描述磁滞曲线磁滞回线剩磁Br铁磁质反复磁化时的B-H曲线，通常通

4、过实验的方法获得。去掉磁化场后，铁磁质还保留的剩余磁感应强度。基本磁化曲线许多不饱和磁滞回线的正顶点的连线。磁化曲线与温度有关，磁导率一般随温度的升高而下降，高于某一温度时（居里点）可能完全失去磁性材料的磁性；磁导率随H变化，B与H为非线性关系。2.铁磁质的分类软磁材料磁滞回线较窄，大，HC、Br小，断电后能立即消磁。如硅钢、矽钢等。磁损小，用于电机、变压器、整流器、继电器等电磁设备的铁芯。硬磁材料磁滞回线较宽，小，HC、Br大，充磁后剩磁大。如铁氧体、钕铁硼。用于永磁电机、电表、电扇，电脑存贮器等器件中的永磁体。A.

5、3磁路的基本定律磁路定律是磁场的磁通连续性原理和安培环路定律的具体应用，把其写成与电路定理相似的形式，从而可以借用有关电路的一些概念和分析问题的方法。分析的假设条件漏磁很小，只考虑主磁通；因此，应用磁路定理计算实际只是一种估算。铁心中的磁通平行磁路中心线且均匀分布。1.磁路的基尔霍夫第一定律磁通连续性原理穿过磁路中不同截面结合处的磁通的代数和等于零。该定律形式上类似于电路中的KCL。注意磁通的参考方向2.磁路的基尔霍夫第二定律安培环路定律磁路中由磁路段的中心线组成的环路上各磁路段的Hl的代数和等于中心线（环路）交链的磁通势的代数

6、和。此定律形式上类似于电路中的KVL。当磁通参考方向与电流方向呈右螺旋关系，i取正，否则取负。磁势磁阻3.磁阻的概念磁压磁阻类似于电路中的非线性电阻。上式表示的磁阻是静态磁阻，由于不是常数，直接计算磁阻不很方便。4.磁路与电路对比磁压Um=Rm磁势Fm=Ni磁路公式可以写成与电路公式相似的形式电压U=iR电路磁路电势电流I磁通量磁导率电导率电阻磁阻磁路定理A.4恒定磁通磁路的计算恒定磁通磁路磁路中各励磁线圈的电流是直流，磁路中的磁通和磁通势都是恒定的。磁路计算的问题已知磁通（或磁感应强度B），求所需磁通势；已知给定的

7、磁通势，计算磁路中的磁通。磁路计算目的是在已知磁路结构、尺寸及材料的情况下，找出磁通与磁动势之间的关系。一般分为两类问题：例1.线性磁路的计算磁阻，问电流I＝？并求气隙的磁压Umo。,若在磁路中产生已知磁路L=20cm，截面积解这是一无分支均匀磁路磁势电流磁压-+如果给定无分支磁路的磁通势而要求出该磁通势在磁路中激发的磁通，由于磁路各段的磁导率不是常数，因此需要采用试探法或图解法计算。有分支的恒定磁通磁路的计算比较复杂，一般也要采用试探法或图解法求解。A.5交变磁通磁路简介交变磁通磁路的计算比较复杂，需要计及磁饱和、磁滞和涡流等

8、的影响。1.磁滞损耗在反复磁化的循环过程中铁芯内单位体积损耗的能量为磁滞损耗。工程上采用下列经验公式计算磁滞损耗。f—工作频率；Bm—磁感应强度最大值；V—铁心体积；n—与Bm有关的系数。PP’BB+dB设在dt时间内磁化状态由P到P’线圈感应电势证电源做功单位