磁路与变压器ppt课件.ppt

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1、第六章磁路与变压器在很多电工设备中（变压器、电磁铁、电工测量仪表、电机等），不仅有电路问题，同时还有磁路问题，只有同时掌握了电路和磁路的基本理论，才能对各种电工设备做全面的分析。§1磁场的基本物理量1磁感应强度B磁感应强度B是用来表示磁场内某点磁场强弱和方向的物理量。它是一个矢量。IB如果磁场内各点的磁感应强度B，大小相等、方向相同，则称为均匀磁场。B=F/IlB的大小B的方向可用右手螺旋定则来判断单位特斯拉（T）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通。磁感应强度B在数

2、值上也等于与磁场方向相垂直的单位面积所通过的磁通。磁感应强度又称为磁通密度。=BS用公式表示B=/SS通常用磁力线来描述磁场，使磁力线的疏密反映磁感应强度的大小。显然，通过某一面积的磁力线疏密也反映了通过该面积的磁通的大小。的单位韦伯（Wb）1T=1Wb/m2由于磁通的连续性，磁力线总是闭合的空间曲线。3磁导率磁导率是一个用来表示磁场媒质磁性的物理量，也是用来衡量物质导磁能力的物理量。实验测出，真空的磁导率0为常数0=4×10-7亨/米（H/m）磁导率的单位一般将其它任意一种物质的磁导

3、率与真空的磁导率0作比较，定义r=/0r称为相对磁导率非磁性材料：≈0、r≈1磁性材料：>>0、r>>1自然界的物质按磁导率的大小，分为磁性材料和非磁性材料。4磁场强度H磁场强度H是计算磁场时所引用的一个物理量，它也是一个矢量。单位：B：特斯拉：亨/米H：安/米(A/m)H=B/B=H§2磁性材料的磁性能1高导磁性磁性材料的磁导率很高，可达数百、数千、乃至数万，这就使它们具有强烈的能被磁化的特性。这种特性是由其内部结构的特殊性所决定的。在没有外磁场作用时，磁畴排列混乱，磁性相

4、互抵消，对外显示不出磁性。在外磁场作用下，磁畴顺外磁场方向排列，从而形成了一个很强的与外磁场同方向的磁化磁场。2磁饱和性磁性材料由于磁化所产生的磁化磁场不会随外磁场的增强而无限地增强。当外磁场达到一定值时，全部磁畴都转向与外磁场的方向一致，这时磁化磁场基本上不会随外磁场的增强而增强，这就是磁饱和性。oabcdHBB-H-HB0-Hc-d段：B随H的增大，基本上不变，达到磁饱和。O-a段：由于H较小，B的增大也较小；a-b段：B随H的增大，近于成正比的增大；b-c段：B随H的增大，变化逐渐缓慢下来；oab

5、cdHBB-HI/SHBB=HoabcdI-I3磁滞性若对磁性材料进行反复的交变磁化（磁场强度H由交变电流产生），则B～H曲线为一条闭合曲线，称为磁滞回线。由B～H曲线可知：当H=0时，B=Br≠0，这种B滞后于H而变化的性质称为磁性材料的磁滞性。Br称为剩磁。如果要使剩磁消失，即使Br=0，需进行反向磁化。使Br=0的H=Hc称为矫顽磁力。HBHcBrHmBm-Hm-Hc-Br-BmO123456对应于不同的Hm，将得到一系列的磁滞回线，将各磁滞回线的顶点与原点O连接起来，得到一条曲线OA，称为

6、标准磁化曲线，它是分析与计算磁路的依据。OHBAHm-Hm磁性材料按其磁滞回线的特点，可以分为三类：HB（1）软磁材料：磁滞回线较窄，比如铸铁、铸钢等。一般用来制造变压器、电机等的铁芯。（2）硬磁材料：磁滞回线较宽，比如碳钢等。一般用来制造永久磁铁。（3）矩磁材料：磁滞回线接近矩形，比如铁氧体材料。一般用于计算机或控制系统中的记忆元件。HBHB§3磁路及磁路的基本定律在铁芯线圈中，铁芯是由高导磁率的材料作成的。当线圈通有电流时，磁通的绝大部分通过铁芯而闭合，称为主磁通；只有一小部分通过周围的空气隙而闭合，

7、称为漏磁通。这种人为形成的磁通的路径，即主磁通通过的路径就称为磁路。而产生磁通的电流称为励磁电流（当为直流时称为直流励磁，当为交流时称为交流励磁）。对于铁芯线圈，可由较小的励磁电流而产生较大的磁通。：主磁通：漏磁通i：励磁电流1磁路2.1安培环路定律（全电流定律）安培环路定律指出：在磁场中，任取一闭合路径，并指定其方向，沿此闭合路径的方向对磁场强度H的矢量进行线积分，则线积分值等于通过该闭合路径的所有电流的代数和。I1I2I3若电流方向和磁场强度H的方向之间符合右手螺旋关系，则电流取正；否则取负。2

8、磁路的基本定律在均匀的无分支的磁路中，安培环路定律可表示为：磁路长度l线圈匝数NIHl：称为磁压降。F=NI：称为磁动势。总磁动势在非均匀磁路中，各段磁压降之和等于总磁动势。IN例对于均匀磁路磁路欧姆定律则令Rm称为磁阻2.2磁路欧姆定律INSl又∴磁路电路磁动势F=NI电动势E磁通电流I磁压降Hl电压降U磁通密度B=/S电流密度J=I/S磁阻电阻INSlIR+_EU2.3磁路与电路的比较表1磁路电路磁路欧姆定律电路欧姆定