电工技术教学课件作者王美项目五.ppt

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1、项目五变压器原理及其应用5.1磁路5.2变压器5.3几种常见的变压器返回5.1磁路5.1.1磁场的基本物理量1)磁通φ磁通就是指垂直穿过磁场某一面积的磁力线的根数，如图5一1所示。磁通用φ表示，在国际单位制中，磁通的单位是韦伯(Wb)，简称韦。实用中还用麦克斯韦(简称麦，Mx)作为磁通的单位。它们之间的关系是:1Mx=10-8Wb2)磁感应强度B磁感应强度是一个表示磁场中各点的磁场强弱和方向的物理量，用B表示。它是一个矢量。磁感应强度的方向与该点磁力线切线方向一致，也可用右手螺旋定则来确定。如果磁场内各点的B大小相等，方向相同，则称该磁场为均匀磁场。在均匀磁场中，磁感应强度

2、等于垂直穿过单位面积的磁力线数，故又称磁通密度，即下一页返回5.1磁路3)磁导率μ实验证明，在通电线圈中放入铁、钻、镍等物质后，通电线圈周围的磁场将大为增强，磁感应强度B增大;若通电线圈空芯或放入铜、铝、木材等物质，通电线圈周围的磁场几乎没有什么变化。这个现象表明，磁感应强度B与磁场中的介质的导磁性质有关。我们用磁导率拜来表示物质的导磁性能，μ的单位是H/m(亨/米)。磁导率μ值大的材料，导磁性能好。所谓的导磁性能好，指的是这类材料被磁化后能产生很大的附加磁场。不同的物质有不同的磁导率·真空中的磁导率为μ0，由实验测得为一常数，即μ0=4x10-7H/m,其他材料的磁导率μ

3、和真空中的磁导率μ0的比值，称为该物质的相对磁导率，用μr表示，即上一页下一页返回5.1磁路表5-1列出了几种常用的铁磁性物质的相对磁导率。4)磁场强度H在通电线圈中因放入的物质的导磁率不同，使得磁感应强度不同。这样磁感应强度的计算就很复杂，为此引出另一个与磁导率无关的物理量叫磁场强度，用H表示。磁场中某点磁场强度的大小等于该处的磁感应强度的大小除以介质的磁导率，磁场强度的方向与该点磁感应强度的方向相同，磁场强度只与产生磁场电流及电流的分布有关而与介质无关，即磁场强度的大小只决定于励磁电流、导线的几何形状、匝数及位置，而与磁介质的性质无关。磁场强度H是矢量，在国际单位制中，

4、磁场强度的单位是A/m(安/米)。上一页下一页返回5.1磁路5)磁化曲线与磁滞回线磁滞回线:如图5-2所示，当铁芯中通有电流时，铁芯被磁化。如果改变电路中的电流I的大小及方向，可得磁感应强度B随磁场强度H变化的关系如图5一3所示。铁磁材料根据磁滞回线的不同形状，铁磁材料基本上分为软磁材料、硬磁材料和矩磁材料三大类。①软磁材料:如纯铁、铸铁、硅钢。这类材料的磁滞回线狭窄如图5-4(a)所示，剩磁和矫顽磁力均较小，撤去外磁场后，磁性大部分消失，在交变磁场作用下，磁滞损耗小，所以适用于交变磁场下工作的电气。例如一些电子设备中的电感组件，或变压器、电动机、发电机的铁芯都必须用软磁材

5、料制造，交流电磁铁、继电器、接触器也必须用软磁材料，以使在切断电流后没有剩磁。软磁材料也可做计算机的磁芯、磁鼓以及录音机的磁带、磁头等。上一页下一页返回5.1磁路②硬磁材料:如碳钢、钨钢、钻钢及铁镍合金等，这类材料的磁滞回线较宽如图5-4(b)所示，剩磁和矫顽磁力都较大，必须用较强的外加磁场，才能使它磁化。而且一经磁化，磁性不易消失。这类材料适宜制造永久磁铁。③矩磁材料:如镁锰铁氧体、1J51型铁镍合金等，磁滞回线接近矩形如图5-4(c)所示，在计算机和控制系统中，用于计算机存储器的磁芯，用作记忆组件、开关组件和逻辑组件等。上一页下一页返回5.1.2磁路和磁路欧姆定律1)磁

6、路的概念在电气设备中，为了增强磁场，常把线圈绕在铁芯上，当线圈通电后产生很强的磁场，铁芯的磁导率比周围空气或其他物质的磁导率高得多，使得大部分磁通(磁力线)集中在铁芯中形成闭合回路，集中在铁芯中的磁通称为主磁通。还有一部分磁通，没有经过气隙和衔铁，而是经空气自成回路，这部分磁通称为漏磁通。一般情况下，漏磁通很少，常略去不计。磁通经过的闭合路径叫磁路。磁路分为有分支磁路和无分支磁路两种类型。图5一5(a)给出了无分支磁路，图5-5(b)给出了有分支磁路。在无分支磁路中，通过每一个横截面的磁通都相等。上一页下一页返回5.1磁路5.1磁路2)磁路的欧姆定律①磁动势。要使磁路中产生

7、一定大小的磁通φ，就必须在具有一定匝数N的线圈中，通入一定大小的电流I，该电流称励磁电流。改变励磁电流I或线圈匝N,磁通φ的大小就要变化，由此可见NI乃是建立磁通的根源。所以把乘积NI称作磁路的磁动势，简称磁势。磁势的符号是F，单位是安(A)。②磁阻。如果把相同的磁动势加到不同的磁路中去，获得的磁通也不相同。这说明磁通φ除了与磁动势F有关外，还与组成磁路的物质及尺寸有关。这里我们引出一个磁阻的概念，磁阻表示磁路对磁动势建立磁通所呈现的阻力，用Rm表示上一页下一页返回5.1磁路如果在磁路上有气隙等不同的磁路，则可以把