交流鐵心線圈電路

磁場的基本物理量☆

磁性材料的磁性能磁路及其基本定律☆交流鐵心線圈電路☆☆

變壓器☆☆☆電磁鐵§7-4交流鐵芯線圈電路一、直流鐵芯線圈(勵(lì)磁電流為直流)電磁關(guān)系ΦIΦ由于是鐵芯線圈，大部分磁通集中于鐵芯線圈，通過鐵芯而閉合，該部分磁通稱為主磁通Φ少部分磁通經(jīng)過鐵芯和空氣而閉合稱為漏磁通Φ二、交流鐵芯線圈Φi+uΦ同樣磁通勢Ni也產(chǎn)生兩部分磁通Φi+uΦΦi+u++eeΦ由電磁感應(yīng)電磁關(guān)系由于漏磁通主要不經(jīng)過鐵芯，所以Φ

與i成正比，為線性關(guān)系。

漏電感Φi+u++eeΦ但主磁通是位于鐵芯中，所以Φ

與i不成正比，為非線性關(guān)系0iΦＬ，ΦＬ鐵心線圈的主磁電感L不是一個(gè)常數(shù)，L隨i變化的關(guān)系和磁導(dǎo)率μ隨H而變化的關(guān)系相似。Φi+u++eeΦ因此鐵心線圈是一個(gè)非線性電感元件三、電壓電流關(guān)系Φi+u++eeΦiuRuR++++增加電感的由來當(dāng)u是正弦電壓時(shí)，上式可用相量表示：iuRuR++++Φi+u++eeΦ主磁感應(yīng)電動(dòng)勢由于主磁感抗不是常數(shù)，應(yīng)這樣計(jì)算：Φi+u++eeΦ由于線圈電阻R和感抗Xδ

（或漏磁通Φδ）較小，因此：Φi+u++eeΦ三、功率損耗問題交流鐵芯線圈中的功率損耗包括兩部分：銅損△Pcu1）銅損：線圈電阻R上的功率損△Pcu=I2R鐵損△PFeΦi+u++eeΦ

措施：選用磁滯回線狹小的磁性材料來制造鐵芯2）鐵損：鐵心在交變電流磁場的磁化下，也有功率損耗，它由兩部分組成:A.磁滯損耗△Ph：磁疇在交變磁化時(shí)相互摩擦產(chǎn)生熱量Φi+u++eeΦ可以證明，交變磁化一周在鐵心上的單位體積內(nèi)所產(chǎn)生的磁滯損耗能量與磁滯回線所包圍的面積成正比；由于磁滯損耗要發(fā)熱（使鐵芯），應(yīng)盡量減小這損耗B.渦流損耗△Pe

渦流損耗也要引起鐵心發(fā)熱.交變磁通不僅要在線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢，而且在鐵心內(nèi)也要產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢和感應(yīng)電流。這種感應(yīng)電流稱為渦流，它在垂直于磁通方向的平面內(nèi)環(huán)流著。Ф

措施：鐵芯可由彼此絕緣的鋼片疊成iiΦΦ(a)(b)渦流也有有利的一面，例如：渦流檢測，電度表的計(jì)數(shù)器就是用渦流和磁場相互作用而產(chǎn)生電磁力的原理來制成的。利用渦流的熱效應(yīng)來冶煉金屬等。Ф注意：鐵損只存在于交流鐵心線圈中，直流鐵心線圈不存在PFe

鐵心線圈交流電流的有功功率：四、等效電路（*）鐵心線圈交流電路也可用等效電路來進(jìn)行分析,即用一個(gè)不含鐵心的交流電路來等效代替之。等效條件：在同樣電壓作用下，功率、電流及各量之間的相位關(guān)系保持不變，使磁路計(jì)算的問題簡化為電路計(jì)算問題。理想鐵心線圈中仍有能量的損耗和儲(chǔ)放。Φi+u+u’=-euΦuRΦi+u+u’=-euΦuRiu’=-euR0uRRX0++用一個(gè)具有電阻R0和感抗X0的一段電路來等效代替其中，R0

與鐵損相對應(yīng)的等效電阻，其值為：X0與鐵心中能量儲(chǔ)放（與電源發(fā)生能量互換）相對應(yīng)的等效感抗iu’=-euR0uRRX0++是理想鐵心線圈中的無功功率等效電路的阻抗模為：iu’=-euR0uRRX0++例7.4.1U=220V，I=4A，P=100W，f=50Hz，忽略線圈電阻與漏磁通，求（1）c