电工基础 教学课件 作者 徐慧杰 电工基础单元10.ppt

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1、10磁路及铁心线圈单元小结10.3磁路基本原理10.2磁路元器件及特性10.1磁路形成基础10.4磁路应用分析方法与过程10.5应用案例-电磁铁10.1磁路形成基础1.磁场中的基本物理量（1）磁感应强度：表示磁场中某点磁场强弱和方向的物理量【特（T）】（2）磁通：某一面积S的磁感应强度B的通量如果磁场均匀且磁场方向垂直于S面，则（3）磁导率：表示磁场中介质导磁性能的一个物理量，用μ表示真空的磁导率是常数，用表示，其值为相对磁导率：物质的磁导率与的比值，用表示（4）磁场强度：磁感应强度与该处媒质的磁导率的比值10.1磁路

2、形成基础2.磁场的基本定律（1）磁通连续性原理：磁力线都是没有起止的闭合曲线，穿入任一封闭曲面的磁力线总数必定等于穿出该曲面的磁力线总数，即穿入磁场中任一封闭曲面的磁通恒等于零。用式子表示为（2）全电流定律：磁场强度矢量沿任一闭合回线的线积分等于该闭合加线所包围的全部电流的代数和。表达式为电流I当其方向与闭合回线的方向符合右手螺旋定则时取正，反之则取负。10.1磁路形成基础10.2磁路元器件及特性1.铁磁物质的磁化与磁化曲线（1）铁磁物质的磁化磁畴理论指出，在铁磁物质中，存在着许多自发磁化的小区域，称之为磁畴，每个磁畴

3、相当于一个小磁铁。无外磁场作用时，这些磁畴的排列是不规则的，磁效应互相抵消，对外不显示磁性。铁磁物质处在外磁场中时，各个磁畴就会顺着外磁场的方向有规则排列，磁效应不再互相抵消而产生与外磁场同向的附加磁场，物质即被磁化。非磁性材料不具备磁畴结构，所以不能被磁化。（2）磁化曲线：铁磁物质的磁感应强度B与外磁场H的关系曲线，简称B-H曲线10.2磁路元器件及特性1）起始磁化曲线：铁心原来没有磁性，B和H均从零开始增加，这样得至的B-H曲线称起始磁化曲线。10.2磁路元器件及特性不同材料的磁滞回线2）磁滞回线：10.2磁路元器

4、件及特性3）基本磁化曲线10.2磁路元器件及特性2.磁路基本器件及主要特性（1）交流铁心线圈：指线圈中加入铁心，并在线圈两端加上正弦电压。（2）交流电磁铁内部带有铁心的、利用通有电流的线圈使其像磁铁一样具有磁性的装置叫做电磁铁，通常制成条形或蹄形。铁心要用容易磁化，又容易消失磁性的软铁或硅钢来制作。这样的电磁铁在通电时有磁性，断电后就随之消失。10.2磁路元器件及特性10.3磁路基本原理1.磁路的形成2.磁路定律（1）磁路的基尔霍夫第一定律磁路中任一节点所连接的各分支磁通的代数和等于零。即10.3磁路基本原理（2）磁路

5、的基尔霍夫第二定律在磁路的任一回路中，各段磁压的代数和等于各磁动势的代数和。写成一般形式为Hl称为各段磁路的磁压，用表示；IN是磁路中产生磁通的激励源，称为磁动势，用表示。回路的绕行方向当某段磁路的H方向与绕行方向相同时，该段磁路的磁压取正号，反之则取负号；而磁动势的正负号则取决于各励磁电流的方向与回路的绕行方向是否符合右手螺旋定则，符合的取正，不符合的取负。10.3磁路基本原理（3）磁路的欧姆定律式中，称为这段磁路的磁阻，单位为1/亨（1/H）空气的磁导率是常数，所以一段气隙的磁阻也是常数。10.3磁路基本原理10.

6、4磁路应用分析方法与过程1.交流铁心线圈的磁路特性（1）电压与磁通的关系设则电压互感器电动势有效值与磁通最大值的关系为（2）磁通与电流的关系交流铁心线圈的磁化电流10.4磁路应用分析方法与过程不考虑内阻及漏磁通时的铁心线圈的相量图其有效值为励磁电流超前于磁通的相位是称为铁损耗角。一般情况下，，很小，线圈电压比电流超前的相位为10.4磁路应用分析方法与过程2.交流铁心线圈的等效电路（1）不考虑线圈内阻和漏磁通时的等效电路模型10.4磁路应用分析方法与过程（2）考虑线圈内阻和漏磁通时的等效电路模型是线圈内阻上的功率损耗，称

7、之为铜损10.4磁路应用分析方法与过程10.5应用案例电磁铁当接通电源时，电磁铁动作而拉开弹簧，把抱闸提起，于是放开了装在电动机轴上的制动轮，这时电动机可以自由转动。当电源断开时，电磁铁的衔铁落下，弹簧便把抱闸压在制动轮上，于是电动机就被制动。基本结构都是由线圈①、铁心②和衔铁③三个主要部分组成，其中性线圈和铁心是固定不动的，衔铁则可以活动。当线圈中通以电流时，铁心和衔铁都必须被磁化，并在气隙间产生电磁吸力将衔铁吸动，从而可以带动某一机构产生相应的工作，执行特定的任务。线圈断电后，电磁铁的吸引随即消失，衔铁即被释放。1

8、0.5应用案例电磁铁（1）直流电磁铁直流电磁铁的励磁电流是恒定电流，因此，在一定的空气隙下，电流所产生的磁通也是大小和方向都不随时间变换的恒定磁通。式中，为空气隙中的磁感应强度，单位为T；S为气隙的截面积，；吸力F的单位为N（牛顿）。电磁吸力10.5应用案例电磁铁额定吸力：指衔铁处于额定行程时的电磁吸力，用表示；直流电磁铁的主要参