电工电子技术（第3版）教学课件作者凌艺春第7章.ppt

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1、第7章变压器7.1铁磁材料7.2磁路基本知识7.3交流铁芯线圈7.4变压器的基本知识7.5单相变压器7.6三相变压器7.7其他常用变压器简介返回7.1铁磁材料7.1.1铁磁物质一切物质都是由原子构成的，而原子所带电子数的不同(电子层结构不一样)，使物质具有各种不同的性质。从磁性来分类，物质大致可分为非磁性物质和磁性物质两种。磁性物质是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成的，最常见的铁磁物质是铁，其次是钻、镍以及它们的合金、锰铝合金、稀土元素的一些化合物等7.1.2铁磁物质的特性1.高导磁性磁性材料的磁导率拜:很高，可达数百、数千，乃至数万，因此它们很容易被强烈磁化，显

2、现出高导磁性的性质。下一页返回7.1铁磁材料为什么磁性物质容易被磁化?这与它的内部结构有关。众所周知，电流能够在其周围产生磁场。在物质分子中，电子因环绕原子核运动和本身自转运动而形成分子电流，进而产生磁场，因此每一个分子相当于一个小小磁铁。同时在磁性物质内部还分成许多小区域，每一个小区域因某种特殊作用力的作用使该区域内的小小磁铁排列整齐，显示出磁性，这样的小区域称为磁畴，如图7-3(a)所示。在没有外磁场作用时，各个磁畴排列混乱，磁场互相抵消，对外不显磁性。在外磁场作用下，磁畴将逐渐转向外磁场方向，显示出磁性，如图7-3(b)所示。磁性物质内部的磁感应强度随外磁

3、场的增强而增强，同时磁性物质被强烈磁化。非磁性材料没有磁畴的结构，因此不具有磁化的特性。上一页下一页返回7.1铁磁材料2.磁饱和性磁性物质因磁化所产生的磁化磁场随外磁场的增强而增强，但不会无限地增大。当外磁场(或励磁电流)增大到一定值时，全部磁畴的磁场方向都转向外磁场的方向，这时磁化磁场的磁感应强度达到饱和值。此后外磁场再增大时，磁化磁场的磁感应强度保持不变，这就是磁饱和性。3.磁滞性当铁芯线圈中通有交变电流(大小和方向都随时间变化而变化的电流)时，铁芯会被交变磁化。研究发现，当线圈中电流减小到零(这时磁场强度H为零)时，铁芯在磁化时所获得的磁性(磁感应强度B)

4、并未完全消失(此时的磁感应强度称为剩磁)。上一页下一页返回7.1铁磁材料这种磁感应强度B滞后于磁场强度H变化的性质称为磁性物质的磁滞性。磁性物质的磁滞性在生活中得到了广泛的应用。永久磁铁的磁性就是由剩磁维持的;自励直流发电机为了能够产生电动势，磁极也必须有剩磁。但有时剩磁是有害的，例如工件在平面磨床上加工完毕后，由于电磁吸盘有剩磁，工件仍被吸住。为此，要通人反向去磁电流，才能将工件取下。7.1.3铁磁材料的类型根据磁性物质的磁性特点，铁磁材料可分成以下三种类型。上一页下一页返回7.1铁磁材料1.软磁材料软磁材料的主要特点是磁导率高，容易磁化和退磁，磁滞损耗小。软

5、磁材料有铸铁、硅钢、坡莫合金及铁氧体等，一般用来制造电机、电器及变压器等的铁芯。其中坡莫合金主要用来制作高频变压器及脉冲变压器的铁芯;铁氧体在电子技术中的应用很I’一泛，例如可做计算机的磁心、磁鼓以及录音机的磁带、磁头。2.永磁材料永磁材料的主要特点是剩磁大，不容易退磁。永磁材料有钻钢、钨钢、锰钢、铝镍合金、钦铁硼合金等，常用来制造永久磁铁、扬声器、电工测量仪表等。上一页下一页返回7.1铁磁材料特别是钦铁硼合金，因其有极高的剩磁性能，被I’一泛用于制作各种永磁电机的磁场，能有效地减少电能的损耗，提高电机的效率，在航空航天技术中一也得到I’一泛应用。3.矩磁材料矩

6、磁材料因其磁滞回线接近矩形而得名，其剩磁较大，稳定性也好。矩磁材料有镁锰铁氧体(磁性陶瓷)、1,T51型铁镍合金等，常用于计算机和控制系统中，用来制作记忆元件、开关元件和逻辑元件。上一页返回7.2磁路基本知识7.2.1磁路的基本物理量1.磁感应强度磁感应强度是表示磁场内某点的磁场强弱的物理量。它是一个矢量。磁场内某一点的磁感应强度可用该点磁场作用于1m长、通有1A电流、与磁场方向垂直的导体所受的力来衡量，即大小可用公式B=FlIL来计算。它的单位为特斯拉(简称特，符号为T)，工程上常用较小的单位高斯(符号Gs)，1Gs=10^-4T磁感线上某点切线的方向即为该点

7、的磁感应强度的方向。如果磁场内各点的磁感应强度大小相等、方向相同，则这样的磁场为均匀磁场。下一页返回7.2磁路基本知识2.磁通磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积5的乘积，称为通过该面积的磁通少，即少=BS磁通单位为韦伯(Wb)，工程上常用较小的单位麦克斯韦(Mx)o1Wb=10^8Mx3.磁导率磁导率拜是一个用来表示磁场介质磁性的物理量，即用来衡量各种不同材料导磁能力的物理量真空中的磁导率u是常数，大小为4tx10-7H/m(亨/米)。磁导率单位为H/m，而相对磁导率量纲为1。不同材料的相对磁导率相差很大，见表7-1。经观察会发现磁性材料的相对磁导率比非磁性材料

8、的要高几百倍以上。上一页