磁路与铁心线圈.ppt

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1、9.1铁磁性物质9.2磁路与磁路定律9.3简单直流磁路的计算9.4交流铁芯线圈及等效电路9.5电磁铁磁路与铁芯线圈9.1铁磁性物质Ⅰ目的与要求:掌握铁磁性物质及其分类Ⅱ重点:磁化曲线难点:磁化曲线Ⅲ新知识:磁化:铁磁物质会在外加磁场的作用下,产生一个与外磁场同方向的附加磁场,这种现象叫做磁化。图9.1铁磁性物质的磁化9.1.1铁磁性物质的磁化磁化曲线:铁磁性物质的磁感应强度B与外磁场的磁场强度H之间的关系曲线,所以又叫B-H曲线。图9.2B-H曲线测量电路9.1.2磁化曲线图9.3起始磁化曲线(1)OP段(2)PQ段（3）QR段（4）R点以后1.

2、起始磁化曲线图9.4交变磁化(磁滞回线)2.磁滞回线图9.5软磁和硬磁材料的磁滞回线9.1.3铁磁性物质的分类图9.6几种常用铁磁材料的基本磁化曲线Ⅳ教学方法：Ⅴ思考题:1、铁磁性物质为什么会有高的导磁性能？2、制造电喇叭时要用到永久磁铁，制造变压器时要用到铁心，试说明它们在铁磁性材料时有何不同？3、什么是基本磁化曲线？什么是起始磁化曲线？4、铁磁性材料的μ不是常数，μ的最大值处在起始磁化曲线的哪个部位？9.2磁路和磁路定律Ⅰ目的与要求:掌握磁路基尔霍夫定律，磁路欧姆定律Ⅱ重点:磁路基尔霍夫定律，磁路欧姆定律难点:磁路基尔霍夫定律，磁路欧姆定律Ⅲ新

3、知识；图9.7直流电机和单相变压器磁路9.2.1磁路图9.8主磁通、漏磁通和边缘效应9.2.2磁路定律1.磁路的基尔霍夫第一定律图9.9磁路示意图对于如图9.9所示的ABCDA回路,可以得出2.磁路的基尔霍夫第二定律9.2.3磁路的欧姆定律Ⅳ教学方法：Ⅴ思考题：1、已知线圈电感L=Ψ/I=NΦ/I，试用磁路欧姆定律证明L=N2μS/l,并说明如果线圈大小、形状和匝数相同时，有铁心线圈和无铁心线圈的电感哪个大？2、为什么空心线圈的电感是常数，而铁心线圈的电感不是常数？铁心线圈在未达到饱和与达到饱和时，哪个电感大？9.3简单直流磁路的计算Ⅰ目的与要求:掌

4、握恒定磁通磁路的计算Ⅱ重点:恒定磁通磁路的计算难点:恒定磁通磁路的计算Ⅲ新知识:第一种是先给定磁通,再按照给定的磁通及磁路尺寸、材料求出磁通势,即已知Φ求NI;另一种是给定NI,求各处磁通,即已知NI求Φ。本节只讨论第一种情况。在计算时一般应按下列步骤进行:(1)按照磁路的材料和截面不同进行分段,把材料和截面相同的算作一段。(2)根据磁路尺寸计算出各段截面积S和平均长度l。图9.11空气隙有效面积计算(a)矩形截面；(b)圆形截面(3)由已知磁通Φ,算出各段磁路的磁感应强度B=Φ/S。(4)根据每一段的磁感应强度求磁场强度,对于铁磁材料可查

5、基本磁化曲线(如图9.6所示)。对于空气隙可用以下公式:(5)根据每一段的磁场强度和平均长度求出H1l1,H2l2……。(6)根据基尔霍夫磁路第二定律,求出所需的磁通势。已知磁路如图9.12所示,上段材料为硅钢片,下段材料是铸钢,求在该磁路中获得磁通Φ=2.0×10-3Wb时,所需要的磁动势？若线圈的匝数为1000匝,求激磁电流应为多大？解(1)按照截面和材料不同,将磁路分为三段l1,l2,l3。(2)按已知磁路尺寸求出:例9.1图9.12例9.1图(3)各段磁感应强度为(4)由图9.6所示硅钢片和铸钢的基本磁化曲线得空气中的磁场强度为（5）

6、每段的磁位差为（6）所需的磁通势为激磁电流为Ⅳ教学方法：Ⅴ思考题：1、有两个相同材料的芯子（磁路无气隙），所绕的线圈匝数相同，通以相同的电流，磁路的平均长度l1=l2，截面S1﹤S2，试用磁路的基尔霍夫定律分析B1与B2、Φ1与Φ2的大小。2、一磁路如图9.13所示，图中各段截面积不同，试列出磁通势和磁位差平衡方程式。图9.13思考题2图9.4交流铁芯线圈及等效电路Ⅰ目的与要求:理解交流铁芯线圈及其等效电路Ⅱ重点:交流铁芯线圈及其等效电路难点:交流铁芯线圈的等效电路Ⅲ新知识:图9.14交流铁芯线圈各电磁量参考方向9.4.1电压、电流和磁通1.电压为正

7、弦量设Φ(t)=Φmsinωt,则有图9.15B-H曲线与Φ-i曲线图9.16电流i的波形的求法图9.17电压、电流相量图设线圈电流为图9.18i为正弦量时Φ的波形2.电流为正弦量铁芯的磁滞损耗PZ和涡流损耗PW可分别由下式计算:9.4.2磁滞和涡流的影响图9.19考虑磁饱和、磁滞、涡流影响的等效电路9.4.3交流铁芯线圈的等效电路1.不考虑线圈电阻及漏磁通的情况图9.20图9.19的相量图图9.21串联等效模型将一个匝数N=100的铁芯线圈接到电压Us=220V的工频正弦电源上,测得线圈的电流I=4A,功率P=100W。不计线圈电阻及漏磁通,

8、试求铁芯线圈的主磁通Φm,串联电路模型的Z0,并联电路模型的Y0。解由Us=4.44fNΦm得例9.22.考