電機(jī)與拖動(dòng)第1章 電磁學(xué)基本知識(shí)與基本定律

1、第1章 電磁學(xué)的基本知識(shí)與基本定律第1章 預(yù)備知識(shí)-電磁學(xué)的基本知識(shí)與基本定律本章內(nèi)容:電磁學(xué)的基本知識(shí)與基本定律；常用磁性材料（鐵磁材料與永磁材料）及其特性。1.1 電路的基本定律 基爾霍夫電流定律(KCL) 基爾霍夫電壓定律（KVL）1.2 磁場(chǎng)的基本知識(shí)磁通密度磁通密度（簡(jiǎn)稱磁密磁密）或磁感應(yīng)度)B 圖1.1 磁力線與電流之間的右螺旋關(guān)系磁通量磁通量SdSB(1-1)若對(duì)于均勻磁場(chǎng)，若B與S垂直，則 BS磁場(chǎng)強(qiáng)度磁場(chǎng)強(qiáng)度H HB(1-2)磁勢(shì)磁勢(shì)： NiF N磁鏈磁鏈：1.3 基本電磁定律n電生磁的基本定律電生磁的基本定律安培環(huán)路定律安培環(huán)路定律 n磁生電的基本定律磁生電的基本定律法拉第

2、電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律 n電磁力定律電磁力定律n磁路的歐姆定律磁路的歐姆定律NiHL 1.3.1 電生磁的基本定律電生磁的基本定律安培環(huán)路定律安培環(huán)路定律 NiidkLlH(1-3)若閉合磁力線上 處處相等,則上式變?yōu)? H1.3.2 磁生電的基本定律磁生電的基本定律法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律dtddtdNe(1-4)當(dāng)磁通按正弦規(guī)律變化時(shí)，即: tmsin則上式變?yōu)? )90sin(2)90sin(2)(00tEtfNtem若取 0mm為參考相量，則： mfNjE44. 4(1-5)圖1.2 磁通與其感應(yīng)電勢(shì)的正方向假定變壓器電勢(shì)：圖1.3 磁通與感應(yīng)電勢(shì)的相量圖Blve

3、(1-6)圖1.4 感應(yīng)電勢(shì)與磁場(chǎng)、導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)速度之間的右手定則速度電勢(shì)：Bilfem(1-7)圖1.5 通電導(dǎo)體產(chǎn)生的電磁力與電流、磁場(chǎng)之間的左手定則1.3.3 1.3.3 畢畢- -薩電磁力定律薩電磁力定律1.3.4 磁路的歐姆定律磁路的歐姆定律圖1.6 變壓器的簡(jiǎn)單磁路對(duì)于均勻磁路：mmRSlBlHlNiF式中， SlRm定義為磁路的磁阻磁阻。磁阻的倒數(shù):mmR1又稱為磁導(dǎo)磁導(dǎo)。 1.3.4 磁路的歐姆定律磁路的歐姆定律由于式(1-8)與電路的歐姆定律相似,故又稱為磁路的歐姆定律。磁路的歐姆定律。(1-8)iL根據(jù)和式（1-8）得：NlSNNLm221.3.5 線圈電感線圈電感1.4 常用

4、磁性材料及其特性常用磁性材料及其特性1.4.1 鐵磁材料的磁化及磁滯回線鐵磁材料的磁化及磁滯回線圖1.10 鐵磁材料的磁化圖1.11 磁性材料的磁滯回線鐵磁材料的磁滯回線鐵磁材料的磁滯回線H HB Ba ab bc cd de ef fcHmBmBmHmHrB1.4.2 磁化曲線與飽和現(xiàn)象磁化曲線與飽和現(xiàn)象圖1.12 鐵磁材料與非鐵磁材料的磁化曲線1.4.3 軟磁材料與硬磁材料軟磁材料與硬磁材料圖1.13 鐵磁材料的磁滯回線軟磁材料軟磁材料 定義: 磁滯回線窄、剩磁磁滯回線窄、剩磁和矯頑力和矯頑力Hc都小的材料都小的材料 .常用軟磁材料常用軟磁材料:鑄鐵、鑄鋼鑄鐵、鑄鋼和硅鋼片等。和硅鋼片等。

5、定義:磁滯回線磁滯回線寬、和寬、和Hc都大都大的鐵磁材料稱的鐵磁材料稱為硬磁材料為硬磁材料 .1.4.4 鐵磁材料中的鐵耗鐵磁材料中的鐵耗圖1.14 鐵磁材料的渦流現(xiàn)象磁滯損耗磁滯損耗: VfBCHdBfKpmhhh2(1-9)222eempC f BV渦流損耗渦流損耗:(1-10)2221.32()nFehehmemFempppC fBC f BVCfB G鐵耗鐵耗:應(yīng)用應(yīng)用:由于硅鋼片磁由于硅鋼片磁滯回線的面積較小，滯回線的面積較小，故電機(jī)和變壓器的故電機(jī)和變壓器的鐵心常用硅鋼片疊鐵心常用硅鋼片疊成。成。應(yīng)用應(yīng)用: :為為減小渦減小渦流損耗，電機(jī)流損耗，電機(jī)和變壓器的鐵和變壓器的鐵心都用含硅量心都用含硅量較高的薄硅鋼較高的薄硅鋼片疊成。片疊成。1.4.5 永久磁鐵的去磁曲線與各種永磁材料的特點(diǎn)圖1.