磁路与铁心线圈电路.pptVIP

磁感应强度 B 在面积 S 上的通量积分称为磁通 一均匀闭合铁心线圈，匝数为 300，铁心中磁感应强度为0.9T，磁路的平均长度为45cm,试求：(1)铁心材料为铸铁时线圈中的电流；(2)铁心材料为硅钢片时线圈中的电流。 * * 磁路与铁心线圈电路 主要内容： ◆ 磁路及其分析方法 ◆ 交流铁心线圈电路 ◆ 变压器 ◆ 电磁铁 §6.1 磁路及其分析方法 ◆ 磁场的基本物理量 1、磁感应强度 磁感应强度B 是表示磁场空间某点的磁场强弱 和方向的物理量，是矢量。 大小：磁场方向相垂直的单位面积上通过的磁通（磁力线）。 B的单位：特[斯拉]（T） ?的单位：韦伯 如果是均匀磁场，即磁场内各点磁感应强度的大小和方向均相同，且与面积 S 垂直，则该面积上的磁通为 或 故又可称磁感应强度的数值为磁通密度。 2、磁通 表征各种材料导磁能力的物理量 真空中的磁导率 为常数 一般材料的磁导率 和真空中的磁导率之比， 称为这种材料的相对磁导率 ，则称为磁性材料 ，则称为非磁性材料 3、磁导率 （亨/米） 7 0 10 π 4 × = m 磁场强度是计算磁场所用的物理量，其大小为磁 感应强度和导磁率之比。 4、磁场强度 H m B H = 单位 B ：特斯拉 ：亨/米 ：安/米 m H ◆ 磁路的分析方法 主磁通通过铁心形成闭合的路径——磁路。 i 线圈通入电流后，产生磁通，分主磁通?和漏磁通?S。 1、磁路 对于环形线圈 F=NI为磁通势 Rm为磁阻 l为磁路的平均长度 S为磁路的截面积 2、基本定律 I l d H l ? = ò l S l B Hl IN m F m = = = m R F S l IN = = m F / （磁路的欧姆定律） （安培环路定律） 磁路 电路 磁通势F 电动势E 磁通? 电流I 磁感应强度B 电流密度J 磁阻Rm 3、磁路与电路的比较 R 电阻R S l g = 解： 先从磁化曲线中查出磁场强度的H值，然后再计算电流。 (1) H1=9000A/m， (2) H2=260A/m， 可见由于所用铁心材料不同，要得到相同的磁感应强度，则所需要的磁动势或励磁电流是不同的。因此，采用高磁导率的铁心材料可使线圈的用铜量大为降低。 例 §6.2 交流铁心线圈电路 （2）交流铁心线圈电路 铁心线圈分为两种： （1）直流铁心线圈电路 ★　电磁关系 铁心线圈的交流电路 据KVL有： 当 为正弦量时， 伏 上式中的各量可视作正弦量，于是上式可用相量表示： u Φσ e eσ i Φ N ★　电压电流关系 s e e iR u - - = ) dt di L ( e iR s - - - = ) e ( dt di L iR - + + = s u u u R ￠ + + = s t U u m w sin = · · ￠ + + = U jX R I ) ( s · · · · ￠ + + = U I jX U U R s 其中Xσ为漏磁感抗，R为线圈的电阻。 设 则 t m w F F sin = ) 90 sin( ) 90 sin( 2 cos 0 0 - = - = - = - = t E t fN t N dt d N e m m m w w F p w F w F 有效值为： 由于R和Xσ很小 ，∴UR和Uσ与U/相比可忽略 m m m fN 44 . 4 2 fN 2 2 E E F F p = = = · · · · ￠ + + = U I jX U U R s · · ￠ + + = U jX R I ) ( s Bm为铁心中磁感应强度的最大值。S为铁心面积 即 · · - ? E U S fNB fN U m m 44 . 4 44 . 4 = ? F ★　功率损耗 ★ 为防止涡流损失，铁芯一般由一片片导磁材料叠合而成。 铜损?Pcu：线圈电阻R上的功率损耗。 铁损?Pfe：在交变磁通的作用下，由磁滞和涡流 产生的功率损耗。包括磁滞损耗?Ph 和涡流损耗?Pe。 电磁关系 §6.3 变压器 ＋ u 1 － － e 1 ＋ － e s 1 ＋ F F s 1 i F s 2 + e 2 － ＋ e s 2 － N 2 N 1 ＋ u 2 － 1 i 2 z ★　工作原理 根据交流磁路的分析可得： E1＝4.44fN1?m E2＝4.44fN2?m 空载时副绕 组的端电压 ◆ 改变匝数比，可得到不同的输出电压 ★　电压变换 由于变压器铁心的导磁率高，空载电流（i0）很小， 可忽略。写成相量为 ◆ 变压器原、副绕组的电流