北航 电子电工学第11讲.ppt

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1、电工电子技术第十一讲磁路2.11磁路2.11.1铁磁材料的磁性能2.11.2简单磁路分析概述返回1.磁感应强度B2.磁场强度H方向：同B大小：H=—，μ—导磁率Bμ=∫sBdS方向：沿磁力线切线的方向均匀磁场：B=——或=BSS翻页返回：磁场的物理量概述i真空的导磁率μ0=4π×10-7（H/m）相对导磁率μr=—μ0μμ≈μ0,μr≈1μ＞＞μ0B=μH3.导磁率μ翻页返回非导磁材料：导磁材料：μr＞＞1非磁性材料的导磁率都是常数BH非磁性材料磁性材料磁化曲线B=f（H）由上可知：（1）磁性材料的B~

2、H呈非线性关系，μ≠常数翻页返回2.11.1铁磁材料的磁性能acBB(φ)BrHcH（I）0H（I）B(φ)0磁感应强度磁场强度磁滞回线2.11.2简单磁路分析1.磁路——磁通集中通过的路径（a）变压器的磁路φi(c)直流电机的磁路（b）交流接触器的磁路+_INSSN翻页返回2.基本定律▲安培环路定律：在磁场中，磁场强度H沿任一闭合路径l的线积分，等于穿过该闭合路径所围面积的电流I的代数和。∮Hdl=∑I▲电流的方向与积分的循行方向符合右螺旋定则的电流为正，反之为负。翻页返回∮Hdl=∮Hdl=H∮dl=Hl

3、∴Hl=NINI=Hl=——l=——lBμμsφxsiHx环形线圈的磁路例:翻页返回NIlμs=F=NI—磁动势，lμsRm=—磁阻(1）公式的意义：▲磁阻Rm=——表示磁路对磁通有阻碍作用μsl▲磁动势F=NI主要用来产生磁通NIlμsRmF＝＝磁路欧姆定律:翻页返回说明：磁阻与材料关系密切，导磁材料的磁阻小（μ大）。▲若磁通一定，则磁阻Rm愈大，所需的励磁电流I愈大。▲若磁动势一定，则磁通的大小取决于磁阻Rm；2）由于铁磁材料的磁导率μ不等于常数，所以磁阻Rm也不是一个常数。因此不能用磁路欧姆定律进

4、行定量计算，但应用该定律对磁路作定性分析是很重要的。INRmF=——=lμs翻页返回思考题一：如图所示磁路，有一段气隙б0，与同一磁路无气隙时比较所需电流的大小（设磁通不变）▲说明分析依据，分析步骤和分析结论i2i1б0翻页返回磁阻增大励磁电流增大思考题二：如图为一气隙变化的磁路（电磁铁磁路）试分析在气隙变化（衔铁吸合前后）过程中磁阻及励磁电流的变化情况（设不变）。▲未吸合时：有气隙，磁阻大，依磁路欧姆定律（=——），电流i增大NIRm▲吸合时：气隙减小，磁阻减小,（=——），电流i减小NIRm

5、ФФ翻页返回分析：3.直流磁路在励磁线圈中通入直流电流，磁路中会产生一个恒定磁通，这种具有恒定磁通的磁路称为直流磁路。翻页返回ФФ'IN匝4.交流磁路⑴电磁关系Фe=-N——dtdФ'e'=-N——d'dtL'=——=常数NФ'iФ'与i之间呈线性关系：uiiN翻页返回E'=-jx'I..d'dtdidt故：e'=-N——=-L'Ф—主磁通漏磁通漏磁通Ф'u++e主磁通感应电动势e与磁通的关系：由上式可知：2.Em=2πfNm∴E=——==4.44fNmEm√22πfNm√2设Ф=Фmsinω

6、t翻页返回dФ则：e=-N——=－NФmωcosωt=－NФmωsin（ωt+）dtπ2=2πfNФmsin（ωt－）=Emsin（ωt－）2π2πФ1.主磁通感应电动势e在相位上滞后于主磁通2π主磁通Ф与电压u和电流i的关系依基尔霍夫电压定律得出：U≈E=4.44fNФmU=4.44fNФmu=iR+（－e）+（－e'）U=IR+（－E）+（－E'）····=IR+（－E）+Ijx'···=I（R+jx'）+（－E）····则：U≈－E，翻页返回——常用的基本公式（简称4.44公式）Ф—主磁通漏磁通漏磁通Ф

7、'u++e5.交、直流磁路综合分析和比较铁心被磁化，具有高导磁性、磁饱和性。直流励磁：IN、Ф、B、H均是恒定的交流励磁：IN、Ф、B、H均是交变的不同点：1.磁场物理量：相同点：翻页返回Ф+UIФ+ui磁通Ф由线圈两端电压确定，与磁路性质、结构（即不论气隙，材料，磁路长度l如何变化）无关。交流磁路：直流磁路：当电压一定时，I一定，磁通Ф与磁路性质有关。（依据）Ф=——NIRm翻页返回U=4.44fNФm依公式2.磁通Ф3.励磁电流的大小直流励磁：I=—,与磁路性质及结构无关UR交流励磁：i与磁路性质

8、及结构有关（∵U=4.44fNm，电压一定，一定，返回4.功率损耗交流磁路：P=PFe(磁滞涡流损耗)+PCu直流磁路：P=PCu∴I与磁阻有关）RmFФ=——,又依本节结束作业：2.6.3，2.6.4