電氣控制第五章磁路與變壓器

主講：陳躍安第5章磁路與變壓器第五章磁路與變壓器§5.1磁路的基本概念§5.3變壓器§5.2鐵磁材料及其特性§5.1磁路的基本概念什么是磁路?2.磁路的基本物理量磁路常見磁路:磁路是局限于一定路徑內(nèi)的磁場一般指主磁通所經(jīng)過的路徑磁路的基本物理量磁感應(yīng)強(qiáng)度B磁通Φ磁導(dǎo)率μ磁場強(qiáng)度H（矢量，與材料μ有關(guān)）=B/μ=μrμ0=BS(垂直)μr>>μ0為鐵磁材料μr≈μ0為非鐵磁材料磁感應(yīng)強(qiáng)度B是表示磁場內(nèi)某點(diǎn)磁場強(qiáng)弱和方向的物理量。它是一個(gè)矢量，其方向與該點(diǎn)磁力線的切線方向一致，與產(chǎn)生該磁場的電流之間的方向關(guān)系符合右手螺旋法則。若磁場內(nèi)各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相同，則為均勻磁場。單位是特斯拉(T)，簡稱[特]。磁通Φ在均勻磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B與垂直于磁場方向的面積S的乘積，稱為通過該面積的磁通，即如果不是均勻磁場，則B取平均值。或

磁通的單位是韋伯(wb)。磁導(dǎo)率μ磁導(dǎo)率μ是表示物質(zhì)導(dǎo)磁性能的物理量。

磁導(dǎo)率的單位是亨/米（H/m）。真空的磁導(dǎo)率（由實(shí)驗(yàn)測得）：其他任意一種物質(zhì)的導(dǎo)磁性能用該物質(zhì)的相對磁導(dǎo)率來表示。即：μ=

μrμ0磁場強(qiáng)度H是進(jìn)行磁場計(jì)算時(shí)引用的一個(gè)物理量，也是矢量，它與磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系是:

磁場強(qiáng)度只與產(chǎn)生磁場的電流及這些電流的分布情況有關(guān)，而與介質(zhì)的性質(zhì)無關(guān)。磁場強(qiáng)度的單位是安/米（A/m）。例：環(huán)形螺管線圈§5.2鐵磁材料及其特性鐵磁材料的電磁性能2.鐵磁材料的分類及其應(yīng)用軟磁材料硬磁材料矩磁材料3.交流鐵心線圈的電磁關(guān)系高導(dǎo)磁性磁飽和性磁滯性結(jié)論:交流鐵心線圈中的磁通和端電壓成正比或磁化曲線磁滯回線鐵磁材料的電磁性能（由實(shí)驗(yàn)測得）鐵磁材料的分類及其應(yīng)用1）軟磁材料，磁滯回線比較狹窄，特點(diǎn)是導(dǎo)磁系數(shù)高，容易磁化和退磁，磁滯損耗小。硅鋼片、鑄鋼和工程純鐵等軟磁材料由于其磁滯回線狹窄，磁滯損耗小，容易磁化和退磁，常用于制造電機(jī)、變壓器的鐵心；坡莫合金常用于制造高頻變壓器及脈沖變壓器的鐵心。鐵磁材料的分類及其應(yīng)用2）硬磁材料，磁滯回線較寬，特點(diǎn)是剩磁大；鈷鋼、鎢鋼、常用于制造永久磁鐵、揚(yáng)聲器和電工儀表等。特別是釹鐵硼永磁材料，由于其有很高的剩磁性能，目前被廣泛用來制作各種永磁電機(jī)的磁場，能有效地減少電能的損耗，提高電機(jī)的效率，在航空航天技術(shù)中得到廣泛的應(yīng)用。鐵磁材料的分類及其應(yīng)用3）矩磁材料受較小的磁化就可以達(dá)到飽和，而去掉外磁場后，仍保持磁飽和；錳鎂鐵氧體和鋰鎂鐵氧體和1J51型鐵鎳合金等矩磁材料常用于制造存儲(chǔ)器磁心和外部設(shè)備中的磁鼓、磁帶、磁盤等，廣泛用于電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)中?！?.3變壓器1.變壓器的用途、分類和基本結(jié)構(gòu)2.變壓器的工作原理3.應(yīng)用舉例變壓器的作用變壓器的分類變壓器的基本結(jié)構(gòu)變換電壓變換電流變換阻抗單相變壓器和三相變壓器電力變壓器、自耦變壓器、電焊變壓器、儀用互感器、電源變壓器、耦合變壓器、脈沖變壓器心式殼式變壓器的基本結(jié)構(gòu)及符號(hào)心式殼式變壓器的基本結(jié)構(gòu)和符號(hào)

變壓器的工作原理1.變壓原理2.變流原理3.變阻抗原理（由交流鐵心線圈的電磁關(guān)系得出）（設(shè)為理想變壓器）（變壓器不改變阻抗性質(zhì)）例1：在圖示三繞組變壓器中，U1＝220V，N1=1000，要求二次繞組空載電壓分別為127V和36V時(shí)，二次繞組N2和N3匝數(shù)各為多少？根據(jù)得:[例2]電路如圖所示，某交流信號(hào)源輸出電壓US=120V，其內(nèi)阻R0=800Ω，負(fù)載電阻RL=8Ω。求(1)負(fù)載直接接在信號(hào)源上所獲得的功率；(2)若要負(fù)載上獲得最大功率，用變壓器進(jìn)行阻抗變換，則變壓器的匝數(shù)比應(yīng)該是多少？此時(shí)負(fù)載所獲得的功率是多少？（電源輸出最大功率的條件是電路中負(fù)載電阻與信號(hào)源內(nèi)阻相等）。US=120V，其內(nèi)阻R0=800Ω，負(fù)載電阻RL=8Ω。求(1)負(fù)載直接接在信號(hào)源上所獲得的功率；(2)若要負(fù)載上獲得最大功率，用變壓器進(jìn)行阻抗變換，則變壓器的匝數(shù)比應(yīng)該是多少？此時(shí)負(fù)載所獲得的功率是多少？（電源輸出最大功率的條件是電路中負(fù)載電阻與信號(hào)源內(nèi)阻相等）。(1)負(fù)載直接接在信號(hào)源上所獲得的功率(2)若負(fù)載通過變壓器接在信號(hào)源上，且滿足最大功率條件RL‘=RO則負(fù)載所獲得的功率為：小結(jié)變壓器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理構(gòu)成的一種靜止電氣，具有變換電壓、變換電流和變換阻抗的作用，但保持電壓頻率不變。2.當(dāng)線圈中的磁通發(fā)生變化時(shí)，線圈中將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢（電壓