电工学上册电工技术第2版 教学课件 作者 王卫 哈尔滨工大电工学教研室 主编 第8章.ppt

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1、第8章　磁路与变压器8.1　磁路的基本概念与基本定律8.1.1　磁路的基本物理量8.1.2　磁性材料的磁性能8.1.3　磁路的基本定律8.2　交流铁心线圈工作分析8.2.1　磁通与电压、电流的关系8.2.2　功率损耗8.2.3　交流铁心线圈的等效电路及相量图8.3　变压器8.3.1　变压器的基本结构与工作原理8.3.2　变压器的外特性与效率8.3.3　三相变压器与绕组连接8.3.4　变压器额定值与铭牌型号8.3.5　特殊用途的变压器一.磁感应强度是用来表示磁场中某点磁场的强弱和方向的物理量，它是一个矢量，用B表示。单位是特斯拉，简称为特（T），方向就是磁场的方

2、向.如果磁场内各点的磁感应强度大小相等，方向相同，就称为均匀磁场。可以用磁力线的疏密来表示磁场的强弱。8.1　磁路的基本概念与基本定律二.磁通及磁通的连续性原理1.磁通某一面积S的磁感应强度B矢量的通量称为磁通用符号Ф来表示，表达式为如果是均匀磁场，且磁感应强度B垂直于S面，则在国际单位制(SI)中，磁通的单位是韦［伯］(WB)2.磁通连续性原理在磁场中，任何封闭曲面的磁通恒等于零，即三.磁导率1.磁导率:磁导率是反映物质导磁性能的物理量。的单位是亨/米（H/m）。真空的磁导率是一个常数，用0表示。物质按导磁性能可分为非磁性材料和磁性材料两大类。2.相对

3、磁导率：物质的磁导率与真空磁导率0的比值称为相对磁导率。用r表示。记作：r没有单位。非磁性材料r约为1，磁性材料的r远远大于1，而且不是常数。四.磁场强度及全电流定律1.磁场强度磁场强度也是用来表示磁场中某点磁场的强弱和方向的物理量，用H表示，定义为磁场强度H也是一个矢量，它的方向即为该点磁感应强度的方向。磁感应强度B的大小与磁场媒质的磁导率μ有关，而磁场强度H的大小与磁场媒质的磁导率μ无关.磁场强度H的单位是安/米，(A/m)。2.全电流定理(安培环路定律)磁场强度矢量沿任一闭合回线的线积分等于该闭合回线所包围的全部电流的代数和，表达式为式中，当

4、电流的方向与闭合回线方向符合右手螺旋定则时取正，反之则取负。1.高导磁性2.磁饱和性3.磁滞性Hm–HmBHB-H-HbcBHa五、磁性材料的磁性能相同的H，则B1>B2I11N1I22N2相同的B，则H1

5、磁通Φ,也称工作磁通；穿出铁心在周围非磁性材料中的磁通称漏磁通Φs.图8-8示出了几种常见的磁路结构，图(a)是单相变压器的磁路；图(b)是继电器的磁路；图(c)是直流电机的磁路；图(d)是接触器的磁路。图(a)、图(b)是无分支磁路；图(c)、图(d)是有分支磁路．8.1.3　磁路的基本定律图8-8几种电器设备的磁路第三节磁路及磁路定律二．磁路的基尔霍夫第一定律根据磁通连续性原理，图8-9中对于节点a有方程即磁路的任一节点所连接的各分支磁通的代数和等于零．图8-9有分支磁路三．磁路的基尔霍夫第二定律应用全电流定律时应将磁路中的回路分段，使各段都是均匀磁路，都

6、有相同的Ｈ值，选定回路的绕行方向后即可列写全电流定律方程．对于图8-9中的右边回路有方程：左边回路有方程写成一般形式为:即式中Um－－磁压；Fm－－磁动势．四.磁路的欧姆定律设一段磁路的长度为l，横截面为S，由磁导率为的材料制成，则该段磁路的磁压为式中称为该段磁路的磁阻，单位为１／亨（１／Ｈ）．式形式上与电路中的欧姆定律相似，称为磁路的欧姆定律．一.电压与磁通的关系铁心线圈在忽略其线圈内阻及漏磁通时，有关系式：设则图8-１５交流铁心线圈8.2　交流铁心线圈工作分析8.2.1　磁通与电压、电流的关系可见：铁心线圈的端电压与铁心中的磁通是同频率的正弦量；在相位上

7、，端电压比磁通超前/2；电压和电动势的有效值与磁通最大值的关系为：此式表明：当电源频率f和线圈匝数Ｎ一定时，铁心线圈磁路中的磁通最大值Φm和线圈端电压的有效值Ｕ成正比．图8-16交流铁心线圈的磁化电流二.磁通与电流的关系通过磁化曲线分析可见：磁化电流iΦ(t)是和磁通Φ(t)同频率的交流量，它们同时到达零值或最大值，但由于磁化曲线的非线性，使磁化电流发生了畸变，成为非正弦的尖顶波。为便于分析，将非正弦的磁化电流iΦ(t)用等效正弦波代替，其相位滞后于电压/2．一.磁滞损耗由于磁滞而造成的能量损耗称为磁滞损耗。经验公式:二.涡流损耗涡流在铁心中流动也会引起能

8、量损耗，这种损耗就称为涡流损耗。经验公