磁路与铁心线圈电路.ppt

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1、第3章磁路与变压器3.1磁路及其分析方法3.2交流铁心线圈电路3.3变压器一、磁路3.1磁路及其分析方法磁路：主磁通所经过的闭合路径。i线圈通入电流后，产生磁通，分主磁通和漏磁通。：主磁通：漏磁通铁心（导磁性能好的磁性材料）线圈磁场的特性可用磁感应强度、磁通、磁场强度、磁导率等几个物理量表示。1、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：韦伯矢量二、磁场的基本物理量2、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

2、通。如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＝108Mx3、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的单位：安／米的单位：亨／米矢量4、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•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或磁性材料的磁性能一、高导磁性指磁性材料的磁导率很高，r>>1，使其具有被强烈磁化的特性。三、磁性材料的磁性能

3、高导磁性、磁饱和性、磁滞性、非线性磁性物质的磁化二、磁饱和性当外磁场（或励磁电流）增大到一定值时，磁性材料的全部磁畴的磁场方向都转向与磁场的方向一致，磁化磁场的磁感应强度BJ达到饱和值。磁化曲线：B和与H的关系三、磁滞性当铁心线圈中通有交变电流（大小和方向都变化）时，铁心就受到交变磁化，电流变化时，B随H而变化，当H已减到零值时，但B未回到零，这种磁感应强度滞后于磁场强度变化的性质称磁性物质的磁滞性。磁滞回线剩磁：当线圈中电流减到零（H＝0），铁心在磁化时所获的磁性还未完全消失，这时铁心中所保留的磁感应强度称为剩磁感应强度BrBrHc

4、H（I）B(φ)0BrHcH（I）B(φ)0BrHcH（I）B(φ)0铁磁材料分类：软磁材料（磁滞回线窄长。常用做磁头、磁心等）永磁材料（磁滞回线宽。常用做永久磁铁）矩磁材料（磁滞回线接近矩形。可用做记忆元件）。I1I2I3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。1、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.即四、磁路的分析方法其中lx＝2x是半径为x的圆周长Hx是半径x处的磁场强度F＝NI即线圈匝数与电流的乘积，称磁通势单位为安[培]（A）在无分支的均匀磁路

5、（磁路的材料和截面积相同，各处的磁场强度相等）中，如环形线圈，安培环路定律可写成：讨论磁场内某一点的磁场强度H与有关吗？由上式可知，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H与B不成比例2、磁路的欧姆定律对于环形线圈磁路的欧姆定律说明F=NI为磁通势Rm为磁阻l为磁路的平均长度S为磁路的截面积磁路长度L线圈匝数NI磁路和电路的比较（一）磁路电路磁通INR+_EI磁压降磁通势电动势电流电压降U基本定律磁阻磁感应强度安培环路定律磁路IN欧姆定律电阻电流强度基氏电压定律基氏电流定律磁路与电路的比较(二)电路R+

6、_EI3、磁路的计算在计算电机、电器等的磁路时，要预先给定铁心中的磁通（或磁感应强度），而后按照所给的磁通及磁路各段的尺寸和材料去求产生预定磁通所需的磁通势F＝NI。计算均匀磁路要用磁场强度H，即NI＝Hl，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段串联而成。NI＝H1l1＋H2l2＋＝（Hl）如：由三段串联而成的继电器磁路NI＝H1l1＋H2l2＋H0б＝（Hl）励磁电流：在磁路中用来产生磁通的电流励磁电流直流-------直流磁路交流-------交流磁路磁路分析直流磁路交流磁路3.2交流铁心线圈电路

7、铁心线圈分为：直流铁心线圈和交流铁心线圈IU直流磁路的特点:一定一定磁动势F=IN一定磁通和磁阻成反比（线圈中没有反电动势）（R为线圈的电阻）一.直流磁路的分析二.交流磁路的分析(交流铁心线圈电路)：主磁通：漏磁通ui1.电磁关系电路方程：一般情况下交流激励线圈中产生感应电势：主磁通：漏磁通的感应电势和产生2.电压电流关系ui+-++--假设则最大值有效值ui+-++--一定时磁动势IN随磁阻的变化而变化。当外加电压U、频率f与线圈匝数N一定时，便基本不变。根据磁路欧姆定律，当交流磁路的特点:ui+-++--交流磁路中磁阻对电流的影响电

8、磁铁吸合过程的分析：在吸合过程中若外加电压不变,则基本不变。iu电磁铁吸合前(气隙大）大起动电流大电磁铁吸合后(气隙小）小电流小如果气隙中有异物卡住，电磁铁长时间吸不上，线圈中的电流一直很大，将会导致过