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《电工技术与技能实训 教学课件 作者 谭维瑜 第十二章 磁 场 和 磁 路.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第12章磁场和磁路【教学要求】1）了解磁化现象,识读起始磁化曲线、磁滞回线、基本磁化曲线，了解常用磁性材料；了解消磁和充磁的原理和方法；了解磁滞、涡流损耗产生的原因及降低损耗的方法；了解磁屏蔽的概念及其在工程技术中的应用。2）理解磁场基本概念；了解磁通的物理概念,及其在工程技术上的应用；了解磁场强度、磁感应强度和磁导率的基本概念及其相互关系；掌握左手定则和右手螺旋定则。3）了解磁路和磁通势的概念；了解主磁通和漏磁通的概念；了解磁阻的概念,了解影响磁阻的因素；了解磁路的欧姆定理。12.1铁磁物质的磁化12.1.1铁磁物质的磁化现象1.铁质物质铁质物质包括铁、钢、镍、钴及其合金以
2、及铁氧体(又称铁淦氧)等材料,它们的导磁率很高,μr》1,是制造各种电气设备的主要材料；除此以外的材料都是非铁质物质。2.铁磁物质的磁化铁质物质在外磁场作用下,其体内磁感应强度大大增加,这种现象称为“磁化”12.1铁磁物质的磁化12.1铁磁物质的磁化12.1.4铁磁物质的分类按照铁磁物质的磁性以及在工程上的用途,可粗略地分为两大类：软磁材料,硬磁材料(永磁材料)。图12-3是软、硬磁性材料的磁滞回线。12.1铁磁物质的磁化1.软磁材料矫顽力HC小,一般HC<102A/m,导磁率大,磁滞损耗小,磁滞回线狭长,磁滞现象不显著,没有外磁场时,磁性基本消失。常用的软磁材料有：硅钢片(
3、电工钢)、铁镍合金、软磁铁氧体、铸铁和铸钢等。厚度为0.35～1mm的各种硅钢片是制造变压器、电机和交流电磁铁的重要导磁材料,Bm可达18000GS(高斯)。12.1铁磁物质的磁化12.1.5磁滞、磁涡流与铁心损耗1.磁滞损耗铁质物质在反复磁化过程中,磁畴反复转向,克服彼此间阻力,要消耗能量转化为热能而耗散,这种能量损耗称为“磁滞损耗”。可以证明,反复磁化一次的磁滞损耗与磁滞回线的面积成正比。一般采用磁滞回线窄小的铁质物质,如硅钢片以减少磁滞损耗。12.1铁磁物质的磁化2.磁涡流损耗铁心中的磁通变化时,铁心中的感应电动势使产生旋涡状的电流,即所谓的“涡流”。铁心中的涡流要消耗
4、能量而使铁心发热,这种能量损耗称为“磁涡流损耗”。3.减少磁涡流损耗的方法在电机、变压器等设备中,常用两种方法减少磁涡流损耗：1)是增大铁磁材料的电阻率,在硅钢片中渗入硅能使其电阻率大为提高。2)是在硅钢片间涂上绝缘漆,隔断涡流；这两种方法都增大涡流路径的电阻,减少涡流。图12-5示意涡流的产生和减小。12.1铁磁物质的磁化2.硬磁材料其矫顽磁力、剩磁和磁滞损耗都较大,磁滞回线较宽。磁化后能得到很强的剩磁,且不易退磁,多用来制造永久磁铁。常用的硬磁材料有：铬、钴、镍的合金,如铬钢、钴钢、铝镍硅合金等。此外还有一种矩磁材料,其磁滞回线近似一个矩形,如图12-4所示。铁氧体就是一
5、种矩磁材料。12.1铁磁物质的磁化也可利用磁涡流的热效应来冶炼金属。例如,中频感应炉。12.1铁磁物质的磁化4.铁心损耗1)铁心线圈中的磁滞损耗△Ph与涡流损耗△Pe的总和叫“铁心损耗”,简称铁损△PFe；线圈电阻R产生的发热损耗,称为铜耗△PCu=I2R。2)交流铁心线圈的功率损耗△P=△PFe+△PCu=△Ph+△Pe+I2R3)铁磁物质的磁性能有：1.高导磁性,2.磁饱和性,3.磁滞性。12.1铁磁物质的磁化12.1.6充磁、消磁与磁屏蔽1.充磁对没有磁性的铁磁物质或器件,使之带有磁性的过程,称为充磁。一般采用直流电通向励磁绕组使铁磁物质带有磁性,这个电流称为“励磁电流
6、”。若是对硬磁材料充磁,则成为永久磁铁。12.1铁磁物质的磁化2.消磁消磁是对带有磁性的软磁材料进行消去磁性的过程。对于硬铁磁物质一般向励磁绕组通入反向的励磁直流电,使产生与原磁场方向相反的磁场以抵消原有磁场。但要注意,去磁时间不能过长,否则会产生反向磁场。对于软铁磁物质,只要切断电源,即撤消外磁场的作用,即可去磁。12.1铁磁物质的磁化3.磁屏蔽磁屏蔽是利用磁导率比空气大许多倍的软磁材料做成屏蔽罩,使罩内的磁场几乎全部通过铁罩,而不会穿出罩外；同时罩外的磁场也只经过铁罩而不穿入罩内,避免罩内外的磁场相互影响,起到了屏蔽作用。12.1铁磁物质的磁化12.1.7知识链接:铁质物
7、质磁化的有关概念1.磁畴1)铁质物质内部有电子绕原子核旋转及电子本身自转所形成的回路电流即“分子电流”这个电流会产生磁场。2)内部之间有一种相互作用力,使得若干个原子的磁场具有相同的方向,组成许多小磁体,这些小磁体叫做“磁畴”。3)在没有外磁场作用下,各个磁畴的排列是紊乱的,它们的磁场相互抵消,对外不显磁性。如图12-6(a)所示。4)在外磁场作用下,磁畴将顺着外磁场的方向转动,作有规则的排列,显示出较强的磁性,如图12-6(b)所示,这就是铁质物质的磁化现象。12.1铁磁物质的磁化2.磁性1)当磁畴已
