三、磁路与变压器教学文案.ppt

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1、三、磁路与变压器电流的磁场直导线电流的磁场线圈电流的磁场右手螺旋定则大拇指方向表示导线电流方向四指回转方向表示磁感线方向四指回转方向表示线圈电流方向大拇指方向表示线圈内部磁感线方向ii回顾1、磁场的基本物理量3.1磁性材料1)磁感应强度B磁感应强度是表示磁场内某点磁场强弱(磁力线的多少)和磁场方向(磁力线的方向)的物理量。它是一个矢量。式中，F——电磁力，l表示导体的长度;I——通过磁体的电流磁感应强度B的单位是特斯拉(T)，方向可用右手螺旋定律确定。2）磁通Ф均匀磁场中磁通Φ等于磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积S的乘积，单位是韦伯(Wb)。磁通反映了磁导体某个范围内磁力线的

2、多少。磁场中穿过某一截面积A的磁感线数。3）磁场强度HH是表征电流的磁场强弱和方向的物理量。H是一个矢量，其方向B与相同。H与B的区别：(1)H∝I，与介质的性质无关。(2)B与电流的大小和介质的性质均有关。单位：安/米（A/m）。4）磁导率是用来表示磁场介质导磁能力的物理量。BH=（H/m）真空中的磁导率：0=4×10－7H/m铁心在交变磁场中反复磁化的过程中，会有饱和、剩磁、磁滞现象。通过实验测定某种铁磁性物质的磁滞回线如下页。φiuBHO初始磁化曲线铁心线圈中通过交变电流时，H的大小和方向都会改变，B随H的变化而变化的曲线称为磁化曲线。磁滞回线中H为零时B并不为

3、零的现象说明铁磁材料具有剩磁性。BH0cba起始磁化曲线oa段是线性段ab段是上升段bc段是磁化曲线的膝部C点以后是饱和段起始磁化曲线反映了什么？铁磁材料反复磁化一周所构成的曲线称为磁滞回线。起始磁化曲线和磁滞回线磁滞回线中B的变化总是落后于H的变化说明铁磁材料具有磁滞性；起始磁化曲线的ab段反映了铁磁材料的高导磁性；c点以后说明铁磁材料具有磁饱和性。铁心线圈中通过交变电流时，H的大小和方向都会改变，铁心在交变磁场中反复磁化的过程中，B的变化总是滞后于H的变化，这种现象称为磁滞性；当H减为零时B并不为零，说明磁性物质具有剩磁性。磁导率可达102~104，由铁磁材料组成的磁路磁阻

4、很小，在线圈中通入较小的电流即可获得较大的磁通。B不会随H的增强而无限增强，H增大到一定值时，B不能继续增强。高导磁性磁滞性和剩磁性磁饱和性铁磁性材料具有高导磁性、磁饱和性、磁滞性和剩磁性。具有磁导率极高、磁化后只有正、负两个饱和状态特点的铁磁材料。矩磁材料适用于制作各类存储器记忆元件的磁芯。具有磁导率不太高、但一经磁化、能保留很大的剩磁且不易去磁特点的铁磁材料。硬磁材料适用于制作各种人造磁体。具有磁导率很高、易磁化、易去磁特点的铁磁材料。软磁材料适用于制作各种电机电器的铁芯。（小，回线面积小）3）铁磁材料的分类和用途铁磁材料根据工程上用途的不同可分为三大类（1）软磁材料（2）

5、硬磁材料（3）矩磁材料铁磁材料内部往往有相邻的几百个分子电流圈流向一致，因此在这些极小的区域内就形成了一个个天然的磁性区域—磁畴。铁磁材料内部的磁畴排列杂乱无章，磁性相互抵消，因此对外不显示磁性。铁磁材料之所以具有高导磁性，是因为在它们的内部具有一种特殊的物质结构—磁畴。显然，磁畴是由分子电流产生的。磁畴因受外磁场作用而顺着外磁场的方向发生归顺性重新排列，在内部形成一个很强的附加磁场。（a）无外磁场情况（b）有外磁场情况铁磁材料反复磁化时，内部磁畴的极性取向随着外磁场的交变来回翻转，在翻转的过程中，由于磁畴间相互摩擦而引起的能量损耗称为磁滞损耗。4）磁滞损耗3、电磁铁线圈和铁芯

6、构成一个电磁铁。带有铁芯的通电线圈可增强磁场的作用。电磁铁的常见结构形式励磁线圈铁心衔铁励磁线圈衔铁铁心铁心励磁线圈衔铁衔铁铁心励磁线圈电磁铁可分为线圈、铁芯及衔铁三部分。当励磁线圈通入电流时，便产生磁场，铁芯和衔铁都被磁化，衔铁受到电磁力的作用而被吸向铁芯，衔铁的动作可使其他机械装置发生联动。当电源断开时，电磁铁的磁性随着消失，衔铁被释放。3.2电磁感应及自感、互感运动的电荷周围总是存在有电场和磁场。这三者(运动电荷、电场和磁场)是一件事物的不同方向，是统一的一个整体。现在就要讨论这三者另一种相互关联的现象，叫电磁感应。1)感应电动势的方向作切割磁力线运动的导体，其产生感应电

7、动势的方向可用右手定则来确定。1.直导体中的感应电动势判断感应电动势方向时要把导体看成一个电源，在导体内部，感应电动势方向由负极指向正极。感应电流方向与感应电动势方向相同。当直导体没有形成闭合回路时，导体中只产生感应电动势，不产生感应电流。平伸右手，拇指与四指垂直，让磁感线垂直穿过手心，拇指指向运动方向，四指所指方向就是感应电动势的方向(或是感应电流方向)。注意右手定则实验证明:在均匀磁场中，做切割磁力线运动的直导体，其感应电动势e的大小2)感应电动势的大小B--磁感应强度l--导体的有效长