第13章磁路和鐵心變壓器

1、第13章磁路和鐵心變壓器一、磁感應(yīng)強(qiáng)度（磁通密度） 若在磁場中的一點(diǎn)垂直于磁場方向放置一段l 、I的導(dǎo)體，其受到的磁力為F ，則該點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為：1 Tesla = 104 B 13.1 磁場的基本物理量及基本性質(zhì)二、磁通及磁通的連續(xù)性原理某一面積S的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的通量稱為磁通如果磁場均勻且磁場方向垂直于S面，則磁通的連續(xù)性原理： 磁場中任何封閉曲面的磁通恒等于零。三、磁導(dǎo)率：表征各種材料導(dǎo)磁能力的物理量（亨/米） 真空中的磁導(dǎo)率( )為常數(shù)一般材料的磁導(dǎo)率 和真空中的磁導(dǎo)率之比，稱為這種材料的相對(duì)磁導(dǎo)率，則稱為磁性材料，則稱為非磁性材料四、磁場強(qiáng)度 H 及（全電流定律） 1、 磁場強(qiáng)度

2、是計(jì)算磁場所用的物理量，其大小為磁感應(yīng)強(qiáng)度和導(dǎo)磁率之比。單位：B ：特斯拉：亨/米：安/米mBH=2、全電流定律（安培環(huán)路定律） 磁場中任何閉合回路磁場強(qiáng)度的線積分，等于通過這個(gè)閉合路徑內(nèi)電流的代數(shù)和。I1I2I3電流方向和磁場強(qiáng)度的方向符合右手定則，電流取正；否則取負(fù)。 一、起始磁化曲線 1. 非線性大小BH(I)BH 2. 磁滯性13.2 鐵磁物質(zhì)的磁化 二、磁滯回線 根據(jù)磁性能，磁性材料又可分為三種：軟磁材料（磁滯回線窄長。常用做磁頭、磁心等）、永磁材料（磁滯回線寬。常用做永久磁鐵）、矩磁材料（滯回線接近矩形?？捎米鲇洃浽?。 三、基本磁化曲線磁路：主磁通所經(jīng)過的閉合路徑。i13.3

3、磁路及磁路定律1、 磁路 線圈通入電流后，產(chǎn)生磁通，分主磁通和漏磁通。：主磁通：漏磁通鐵心（導(dǎo)磁性能好 的磁性材料）線圈2、 磁路的基爾霍夫第一定律 對(duì)于有分支磁路，其分支匯集處稱為磁路的節(jié)點(diǎn)，磁路的任意節(jié)點(diǎn)所連接的各分支磁路的代數(shù)和等于零。I1N1N2I2即： 在無分支的均勻磁路（磁路的材料和截面積相同，各處的磁場強(qiáng)度相等）中，安培環(huán)路定律可寫成：磁路長度L線圈匝數(shù)NIHL：稱為磁壓降。NI：稱為磁動(dòng)勢。一般 用 F 表示。F=NI3、 磁路的基爾霍夫第二定律總磁動(dòng)勢 在非均勻磁路（磁路的材料或截面積不同，或磁場強(qiáng)度不等）中，總磁動(dòng)勢等于各段磁壓降之和。例：IN對(duì)于均勻磁路磁路中的歐姆定律四

4、、磁路的歐姆定律：則：INSL注：由于磁性材料 是非線性的，磁路歐姆定律多用作定性 分析，不做定量計(jì)算。令：Rm 稱為磁阻磁路和電路的比較（一）磁路電路磁通INI磁壓降磁動(dòng)勢電動(dòng)勢電流電壓降R+_EU基本定律 磁阻磁感應(yīng)強(qiáng)度安培環(huán)路定律磁 路IN歐姆定律電阻電流強(qiáng)度克氏電壓定律克氏電流定律磁路與電路的比較 (二)電 路R+_EI勵(lì)磁電流：在磁路中用來產(chǎn)生磁通的電流勵(lì)磁電流直流 - 直流磁路 交流 - 交流磁路磁路分析直流磁路交流磁路13.4 恒定磁通磁路的計(jì)算 線圈中的勵(lì)磁電流為直流時(shí)，磁路中的磁通不隨時(shí)間而變化，這樣的磁路就叫恒定磁通磁路。磁路的計(jì)算的目的： 找出磁通與磁動(dòng)勢之間的關(guān)系。一、

5、已知磁通求磁動(dòng)勢計(jì)算程序?yàn)椋憾?、已知磁?dòng)勢求磁通無分支的均勻磁路，計(jì)算不復(fù)雜。不均勻磁路，采用試探法。13.5 交變磁通下的鐵心損耗一、磁滯損耗由于磁滯現(xiàn)象引起的能量損耗稱為磁滯損耗。為了減少磁滯損耗，應(yīng)盡量選用磁滯回線狹窄的鐵磁材料制作鐵心。二、渦流損耗處在交變磁場中的鐵心，電磁感應(yīng)會(huì)在鐵心內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，稱之為渦流。減小渦流損耗采用的兩種措施： 一是增大鐵心材料的電阻率 二采用互相絕緣的薄鋼片沿著順磁場方向疊成鐵心。三、鐵損鐵損磁滯損耗渦流損耗13.6 交變鐵心線圈中的電壓、電流及磁通一、電壓與磁通的關(guān)系交流激勵(lì) 線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電勢iue假設(shè)則最大值有效值ui一定時(shí)磁動(dòng)勢IN隨磁阻 的變化

6、而變化。當(dāng)外加電壓U、頻率 f 與線圈匝數(shù)N一定時(shí)， 便確定下來。根據(jù)磁路歐姆定律 ，當(dāng) 交流磁路的特點(diǎn):交流磁路和電路中的恒流源類似直流磁路中： 固定F隨 變化直流電路中： IS固定U 隨 R 變化交流磁路中磁阻 對(duì)電流的影響電磁鐵吸合過程的分析： 在吸合過程中若外加電壓不變, 則 基本不變。iu電磁鐵吸合前(氣隙大） 大 起動(dòng)電流大 電磁鐵吸合后(氣隙?。?小 電流小 如果氣隙中有異物卡住，電磁鐵長時(shí)間吸不上，線圈中的電流一直很大，將會(huì)導(dǎo)致過熱，把線圈燒壞。 注意：(U不變，I不變）( I 隨 Rm 變化）（ U不變時(shí)， 基本不變）直流磁路交流磁路磁路小結(jié)（隨Rm變化）13.7 交流鐵心線圈的等效電路一、不考慮線圈內(nèi)阻和漏磁通時(shí)的等效電路模型對(duì)應(yīng)的等效電路模型為：其中二、考慮線圈內(nèi)阻和漏磁通時(shí)的等效電路模型rXS13.8 電磁鐵電磁鐵：是利用通電鐵心線圈對(duì)鐵磁物質(zhì)產(chǎn) 生電磁吸力而工作的一種電氣設(shè)備。SNFNS電磁鐵線圈鐵心銜鐵電磁吸力是電磁鐵的技術(shù)指標(biāo)之一。計(jì)算吸力的基本公式是：1）直流電磁鐵中，由于線圈勵(lì)磁電