磁路基礎(chǔ)知識

磁路基礎(chǔ)知識第一頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日1.1磁路和磁路基本定律1.1.1描述磁場的基本物理量1、磁感應(yīng)強(qiáng)度B（磁密）2、磁通3、磁導(dǎo)率：表示物質(zhì)導(dǎo)磁能力強(qiáng)弱的物理量真空磁導(dǎo)率0=4×10-7H/m

鐵磁材料磁導(dǎo)率

>>04、磁場強(qiáng)度H=B/第二頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日若電流和磁通的正方向符合右手定則，磁通和感應(yīng)電動勢的正方向符合右手定則則感應(yīng)電動勢可表示為必須指出：在建立上式時，各電、磁量的正方向十分重要，其物理概念是：線圈中的感應(yīng)電動勢傾向于阻止線圈中磁鏈的變化。1.1.2電磁感應(yīng)定律或規(guī)律稱為：楞次定律第三頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日1.1.2電磁感應(yīng)定律線圈磁鏈的變化，可以有以下兩種不同的方式：1、變壓器電動勢若磁場由交流電流產(chǎn)生，則磁鏈隨時間變化，所產(chǎn)生的電動勢稱為變壓器電動勢。（線圈與磁場相對靜止）2、運動電動勢若通過線圈的磁通不隨時間變化，但線圈與磁場之間有相對運動，也會引起線圈磁鏈的變化，所產(chǎn)生的電動勢稱為運動電動勢。第四頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日1.1.2電磁感應(yīng)定律l：導(dǎo)體在磁場中的長度，m；v：導(dǎo)體與磁場之間的運動速度，m/s；e：導(dǎo)體電動勢，V。三者之間互相垂直，電動勢的方向用右手定則確定。運動電動勢的大小可用另一種形式表示第五頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日電磁力F的單位為N。電磁力F的方向用左手定則確定。1.1.3電磁力與電磁轉(zhuǎn)矩1、電磁力2、電磁轉(zhuǎn)矩單位為N.m第六頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日1.1.3全電流定律

電流的符號由右手螺旋法則確定。全電流定律：在磁場中，沿著任何—條閉合回路，磁場強(qiáng)度的線積分，等于該閉合回路所包圍電流的代數(shù)和，又稱安培環(huán)路定律。第七頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日1.1.4磁路及磁路歐姆定律

定律內(nèi)容:作用在磁路上的磁動勢等于磁路內(nèi)的磁通乘以磁阻。相應(yīng)的模擬電路圖磁路：磁通所通過的路徑。第八頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日1.1.5磁路的基爾霍夫定律1、磁路的基爾霍夫第一定律

穿出(或進(jìn)入)任一閉合面的總磁通量恒等于零(或者說，進(jìn)入任一閉合面的磁通量恒等于穿出該閉合面的磁通量)閉合面A顯然有：第九頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日2、磁路的基爾霍夫第二定律

沿任何閉合磁路的總磁動勢恒等于各段磁路磁壓降的代數(shù)和。

第十頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日

磁路和電路比較磁路的基本物理量及公式電路的基本物理量及公式磁動勢電動勢磁通量電流磁阻電阻磁導(dǎo)電導(dǎo)磁路歐姆定律歐姆定律基爾霍夫第一定律

基爾霍夫第一定律基爾霍夫第二定律

基爾霍夫第二定律第十一頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日1.2鐵磁材料及其特性

1.2.1鐵磁材料的高導(dǎo)磁性1．鐵磁物質(zhì)的磁化

將鐵、鎳、鈷等鐵磁物質(zhì)放入磁場后，鐵磁物質(zhì)呈現(xiàn)很強(qiáng)的磁性，這種現(xiàn)象，稱為鐵磁物質(zhì)的磁化。磁疇：在鐵磁物質(zhì)內(nèi)部存在著許多很小的天然磁化區(qū)。第十二頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日2．起始磁化曲線0

將一塊尚未磁化的鐵磁材料進(jìn)行磁化，當(dāng)磁場強(qiáng)度H由零逐漸增大時，磁通密度B也將隨之增大，曲線B=f(H)就稱為起始磁化曲線第十三頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日1、兩個重要參數(shù)：剩磁Br、矯頑力Hc2、磁滯現(xiàn)象：B的變化總是滯后H的變化3.磁滯回線第十四頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日3、基本磁化曲線第十五頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日1）軟磁材料

定義:

磁滯回線窄、剩磁和矯頑力都很小的材料。

4.鐵磁材料常用軟磁材料:鑄鐵、鑄鋼和硅鋼片等。用以制造電機(jī)和變壓器的鐵心。第十六頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日4.鐵磁材料2）硬磁(永磁)材料

定義:磁滯回線寬、剩磁和矯頑力都很大的鐵磁材料稱為硬磁材料。

常用的硬磁材料有鐵氧體、鋁鎳鈷、稀土等。適合于制作永磁體，因此又稱為永磁材料。

第十七頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日1.2.2磁滯與磁滯損耗

磁滯損耗：鐵磁材料置于交變磁場中時，磁疇相互間不停地摩擦而消耗能量、造成損耗，這種損耗稱為磁滯損耗。

試驗證明：磁滯損耗與磁通的交變頻率成正比，而與磁通密度幅值的ɑ次方成正比，即對常用的硅鋼片，當(dāng)Bm=1.0～1.6T時，ɑ=2。

第十八頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日1.2.3渦流與渦流損耗1、渦流2、渦流損耗：渦流在鐵心中引起的損耗3、注意:為減小渦流損耗，電機(jī)和變壓器的鐵心都用含硅量較高的薄硅鋼片疊成。4、鐵心損耗：磁滯損耗+渦流損耗第十九頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日1.3直流磁路的計算磁路計算正問題——給定磁通量，計算所需的勵磁磁動勢磁路計算逆問題——給定勵磁磁勢，計算磁路內(nèi)的磁通量磁路計算正問題的步驟：1）將磁路按材料性質(zhì)和不同截面尺寸分段；2）計算各段磁路的有效截面積Ak和平均長度lk；3）計算各段磁路的平均磁通密度Ak

，Bk=Φk/Ak；4）根據(jù)Bk求出對應(yīng)的Hk；5）計算各段磁位降Hklk，最后求出F=∑Hklk。磁路計算逆問題——因為磁路為非線性的，用試探法。第二十頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日例1鐵心由鑄鋼和空氣隙構(gòu)成，截面積AFe=3×3×10-4m2，磁路平均長度lFe=0.3m，氣隙長度δ=5×10-4m，求該磁路獲得磁通量Φ=0.0009Wb時所需的勵磁磁動勢。一、簡單串聯(lián)磁路串聯(lián)磁路模擬電路圖第二十一頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日解：鐵心內(nèi)磁通密度為從鑄鋼磁化曲線查得：與BFe對應(yīng)的HFe=9×102A/m空氣隙中：鐵心段的磁位降：所以，勵磁磁勢為F=HFelFe+Hδlδ=655A第二十二頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日二、簡單并聯(lián)磁路例2鐵心由DR530硅鋼片構(gòu)成，鐵心柱和鐵軛截面積AFe=2×2×10-4m2，磁路平均長度lFe=0.05m，氣隙長度δ1

=δ2=2.5×10-3m，勵磁線圈匝數(shù)N1=N2=1000匝。不計漏磁通，試求在氣隙中產(chǎn)生磁通密度Bδ=1.211T時，所需的勵磁電流。第二十三頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日解：中間磁路長度：兩邊磁路長度：氣隙磁位降：中間鐵心磁位降：查磁化曲線：第二十四頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期日