电工学 第六章 铁心线圈与变压器ppt课件.ppt

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1、学习内容交流、直流铁心线圈变压器第六章铁心线圈和变压器1一、磁路的概念及磁路基本定律1.磁路由磁性材料组成的、使磁感线集中通过的路径称为磁路。磁性材料也称铁磁物质，以铁、钴、镍为代表，或是他们的合金。由铁磁材料制作成一定形状的铁心，铁心的磁导率比周围空气或其他物质磁导率高得多，磁感线大部分汇聚于铁心中。6.1交流、直流铁心线圈磁性物质的分类：硬磁物质、软磁物质、矩磁物质。22.铁磁物质的磁化曲线铁磁物质的磁化曲线是磁感应强度B与磁场强度H之间的关系曲线。6.1交流、直流铁心线圈铸铁和硅钢的磁化曲线3H与B的区别：(1)H∝I，与介质的性质无关。单位：A/m(2)B与电流的大

2、小和介质的性质均有关。单位：特斯拉（T）。磁感应强度B描述磁场强弱和方向的物理量，是矢量，常用符号B表示。磁感应强度也被称为磁通量密度或磁通密度。磁场强度H单位正电荷在磁场中所受的力被称为磁场强度6.1交流、直流铁心线圈4非铁磁材料的磁导率接近此值，而且不变。而铁磁材料的磁导率则远大于此值，而且可变。磁导率是用来表示媒质导磁能力的物理量。BH=（H/m）真空中的磁导率：0=4×10－7H/m6.1交流、直流铁心线圈5ia.高导磁性0，r1常用磁性材料的磁导率铸钢：≈10000硅钢片：≈(6000~7000)0坡莫合金：≈(20000~

3、200000)0磁性物质的高导磁性被广泛应用于变压器和电机中。＋u－主磁通漏磁通铁心励磁绕组※主磁通漏磁通。6.1交流、直流铁心线圈6b.磁饱和性BHO初始磁化曲线c.磁滞性剩磁矫顽磁力Hm－Hm－HcHcBHOBr－Br磁滞回线BHO基本磁化曲线6.1交流、直流铁心线圈7式中：是磁场强度矢量沿任意闭合线(常取磁通作为闭合回线)的线积分；I是穿过闭合回线所围面积的电流的代数和。3、安培环路定律（全电流定律）I1HI26.1交流、直流铁心线圈8任意选定一个闭合回线的围绕方向，凡是电流方向与闭合回线围绕方向之间符合右螺旋定则的电流作为正，反之为负。安培环路定律电流正负的

4、规定：安培环路定律将电流与磁场强度联系起来。在均匀磁场中Hl=IN若磁路中分段为匀强磁场HKlK＝IN6.1交流、直流铁心线圈9例:环形线圈如图，其中媒质是均匀的，试计算线圈内部中线各点的磁场强度。解:取磁通作为闭合回线，以其方向作为回线的围绕方向，则有：SxHxIN匝6.1交流、直流铁心线圈10线圈匝数与电流的乘积NI，称为磁通势，用字母F表示，则有F=NI磁通由磁通势产生，磁通势的单位是安[匝]。式中：N线圈匝数；lx=2x是半径为x的圆周长；Hx半径x处的磁场强度；NI为线圈匝数与电流的乘积。故得：SxHxIN匝6.1交流、直流铁心线圈11磁路的欧姆定律是分

5、析磁路的基本定律环形线圈如图，其中媒质是均匀的，磁导率为，试计算线圈内部的磁通。解：根据安培环路定律，有设磁路的平均长度为l，则有1）引例SxHxIN匝4、磁路欧姆定律6.1交流、直流铁心线圈12式中：F=NI为磁通势，由其产生磁通；Rm称为磁阻，表示磁路对磁通的阻碍作用；l为磁路的平均长度；S为磁路的截面积。2）磁路的欧姆定律若某磁路的磁通为，磁通势为F，磁阻为Rm，则即有：6.1交流、直流铁心线圈133）磁路与电路的比较磁路磁通势F磁通磁阻电路电动势E电流密度J电阻磁感应强度B电流INI+_EIR6.1交流、直流铁心线圈144）磁路分析的特点(1)在处理电路

6、时不涉及电场问题，在处理磁路时离不开磁场的概念；(2)在处理电路时一般可以不考虑漏电流，在处理磁路时一般都要考虑漏磁通；(3)磁路欧姆定律和电路欧姆定律只是在形式上相似。由于不是常数，其随励磁电流而变，磁路欧姆定律不能直接用来计算，只能用于定性分析；(4)在电路中，当E=0时，I=0；但在磁路中，由于有剩磁，当F=0时，不为零；6.1交流、直流铁心线圈15磁路中的空气隙因为磁路中铁心磁导率远大于空气磁导率，即：1＞＞0，所以空气中的磁阻Rm0＞＞铁心的磁阻Rm1。当F一定时，因空气隙的磁阻Rm0的存在，使大大减小。若要保持一定，则需增大磁通势F。6.1交流、直流

7、铁心线圈16二、直流铁心线圈Φ＋U－SNNSIFU→I→NI→URI=(1)电压与电流的关系(2)线圈的功率：P=RI22.电磁吸力衔铁吸合后→磁阻1.直流铁心线圈电路I不变→B线圈中无感应电动势产生6.1交流、直流铁心线圈17三、交流铁芯线圈1.交流铁心线圈电路u→i→Ni→→eddt=－Nddt→e=－Ndidt=－L(1)电压与电流关系设=msint则e=－Nmcost=Nmsin(t－90o)Em=Nm=2fNmΦ＋u－ife6.1交流、直流铁心线