电工基础 教学课件 作者 李梅 - 副本第10章 磁路和铁心线圈电路new.ppt

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1、第10章磁路和铁心线圈电路磁场的特性可用磁感应强度、磁通、磁场强度、磁磁导率等几个物理量表示。一、磁感应强度与磁场方向相垂直的单位面积上通过的磁通（磁力线），可表示磁场内某点的磁场强弱和方向。B的单位：特[斯拉]（T）1T＝104Gs的单位：韦伯矢量10.1磁场的基本物理量二、磁通磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积S的乘积，称为通过该面积的磁通。如果磁场内各点的磁感应强度的大小相等，方向相同，这样的磁场则称为均匀磁场。＝BS的单位：伏•秒，通称为韦[伯]Wb或麦克斯韦Mx1Wb＝108Mx三、磁场强度磁场强度是计算磁场所用的物理量，其大小为磁感应强度和导磁率之比。H的单

2、位：安／米的单位：亨／米矢量四、磁导率磁导率是一个用来表示磁场媒质磁性和衡量物质导磁能力的物理量。•真空中的磁导率为常数讨论磁场内某一点的磁场强度H与有关吗？由上两式可知，磁场内某一点的H只与电流大小、线圈匝数及该点的几何位置有关，而与无关•一般材料的磁导率和真空磁导率0的比值，称为该物质的相对磁导率r或10.2安培环路定律（全电流定律）磁场中任何闭合回路磁场强度的线积分,等于通过这个闭合路径内电流的代数和.即电流方向和磁场强度的方向符合右手定则，电流取正；否则取负I1I2I3安培环路定律的应用1.载流长直导线的磁场当r＞r0时，穿过回线所围成面的电流为I。所取回

3、线环绕方向与磁感应线方向相同，环绕方向与电流方向符合右手螺旋关系，因而I取正号。所以有：从而得到：r＜r0与r＞ro相类似，采用同样的方法有从而有：由以上计算可知，在导线内部，H与I成正比，在导线外部，H与I成反比。H与r的关系曲线如图所示2.载流环形线圈的磁场根据环形线圈的对称性可知磁感应线是一系列同心园，而且每根磁感应线上各点的磁场强度大小相等。因而选择半径为r的磁感应线为回线。并选择回线的环绕方向与磁感应线方向相同，注意穿过所围的面的电流为N个I，所以有从而求得芯子里面距离环心为r的一点的磁场强度，磁感应强度在外场作用下磁畴发生变化无外磁场宏观磁矩为零外磁场与外场方向接近

4、磁畴扩大疆界外磁场与外场方向基本相反的磁畴完全被吞噬外磁场磁畴磁矩转向反接近外场方向外磁场所有磁畴磁矩都转向外场方向10．3铁磁物质的磁化磁滞回线铁磁性物质在反复磁化过程中的B-H关系，是磁滞回线的关系几种铁磁材料的基本磁化曲线1-铸铁2-铸钢3-硅钢片铁磁材料的分类按照铁磁材料的磁性以及在工程上的用途，可以粗略地将它们分为两大类。一类是软磁材料，另一类为硬磁材料，又称为永磁材料。软磁和硬磁材料的磁滞回线矩磁材料的磁滞回线常用磁性材料的最大相对磁导率、剩磁及矫顽磁力材料名称ΜmaxBr（T）Hc（A/m）铸铁2000.475～0.500880～1040硅钢片8000～10000

5、0.800～1.20032～64坡镆合金（78.5％Ni）20000～2000001.100～1.4004～24碳钢（0.45％C）0.800～1.1002400～3200钴钢0.750～0.9507200～20000铁镍铝钴合金1.100～1.35040000～52000i一、磁路线圈通入电流后，产生磁通，分主磁通和漏磁通S。线圈铁心10.4磁路及磁路定律二.磁通连续性定律在磁路的分岔处，连接至分岔处的各段铁心（可称为磁路的支路）中穿出的个磁通的代数和为零，即如右图所示，磁通连续性定律的方程为：。该定律也称为磁路的基尔霍夫第一定律，其内容表述为：磁路的任一节点所连各支路磁

6、通的代数和为零。三.磁路的基尔霍夫第二定律磁路的任一回路中，各段磁位差的代数和等于各磁通势的代数和图中左边由l1、l2组成的回线，并选择顺时针方向为回线的环绕方向，可得右边由l1、l3、l4、l5组成的回线，仍选顺时针方向为回线的环绕方向，则有：磁路的欧姆定律说明Um为磁位差Rm为磁阻l为磁路的平均长度S为磁路的截面积设在磁路中有一段导磁体，其截面积为S，长为l，材料的磁导率为μ，磁通为Φ，则有该段的磁位差为四、磁路的欧姆定律磁路电路磁通势F电动势E磁通电流I磁感应强度B电流密度J磁阻Rm电阻R五.磁路与电路对照如磁路由不同的材料、长度和截面积的几段组成，则磁路由磁阻不同的几

7、段串联而成。NI＝H1l1＋H2l2＋＝（Hl）例10-2一个直流电磁铁的磁路如图10-23所示，图中的长度单位为毫米。π形铁心由硅钢片叠成，填充系数取0.92，下部衔铁才材料为铸钢。要使气隙中的磁通为3×10-3Wb，求所需的磁通势，如果匝数N=1000，求所需的激磁电流。10.5磁路的计算解求解各段磁路的长度mmm求解各段磁路的截面积铁心的有效截面积m2衔铁的截面积m2气隙的截面积由于气隙很小，忽略其边缘效应m2求解各段磁路的磁感应强度铁心中的磁感应强度T衔铁中的磁感应强度T气隙中