第五章 磁路与铁心线圈电路.ppt

例 有一台电压为220/36 的降压变压器，副边接一盏36 的灯泡，试求：（1）若变压器的原边绕组 匝，副边绕组匝数应是多少？（2）灯泡点亮后，原、副边的电流各为多少？ 解：（1）由变压比的公式，可以求出副边的匝数为 匝 （2）由有功功率公式 ，灯泡是纯电阻负载，cos＝1，可求得副边电流为 由变流公式，可求得原边电流为 例 在如图所示的晶体管收音机输出电路中，晶体管所需的最佳负载电阻 ，而变压器副边所接扬声器的阻抗 。试求变压器的匝数比。 解：根据题意，要求副边电阻等效到原边后的电阻刚好等于晶体管所需最佳负载电阻。以实现阻抗匹配，输出最大功率。 因此根据变压器阻抗变换公式 即原边的匝数应为副边匝数的6倍。 下一页 总目录 章目录 返回 上一页 电工电子学 主讲 张莹 Electrotechnics 本章要求: 认识磁路，了解磁路欧姆定律； 学会对磁路及电磁设备（电磁铁、变压器）进行分析和应用。 第5章 变压器 1.研究对象：铁心线圈 ?????? 电工技术课程所要讲到的变压器、电动机以及继电器接触器等控制电器的内部结构都有铁心和线圈，其目的都是为了当线圈通有较小电流时，能在铁心内部产生较强的磁场，使线圈上感应出电动势或者对线圈产生电磁力。 线圈通电属于电路问题，而产生的磁场又局限于铁心内部——称为铁心磁路，属于磁路问题. 2.研究方法 ?????? 在物理学中，研究的是电场、磁场这些“场”的规律，建立起“场”的基本概念。而在电工技术中，各种电器设备都含有铁心——使原本弥散在整个空间的磁通的绝大部分都集中在铁心中构成闭合回路，这就使研究范围大大地缩小了。因而，将“场”的问题简化为“路”的问题，是电工技术的研究的基本出发点。 5 .1 .1 磁场的基本物理量 对磁场特性的描述，已在大学物理中进行了详尽的讨论。这里将对几个基本物理量做以下复述。 一、磁感应强度（B，单位：T） 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。它是矢量。 磁感应强度 B 在面积 S 上的通量积分称为磁通 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。 若用磁力线描述磁场，磁力线的密度反映了磁场的大小。 二、磁通（ ，单位Wb ） 磁场强度 H 是计算磁场时常用的物理量，也是矢量。它与磁感应强度矢量的关系为 三、磁场强度(H， ) H与B的区别： H代表电流本身所产生的磁场强弱，反映电流的励磁能力，与介质无关。B代表电流所产生的以及介质被磁化后所产生的总磁场的强弱，不仅与电流大小有关，而且还与介质的性质有关。H相当于激励，B相当于响应。 工程上常根据安培环路定律来确定磁场与电流的关系 上式左侧为磁场强度矢量沿闭合回线的线积分；右侧是穿过由闭合回线所围面积的电流的代数和。 电流的符号规定为：闭合回线的围绕方向与电流成右旋系时为正，反之为负。 四、磁导率(μ) 磁导率μ是表示磁场空间媒质磁性质的物理量，是物质导磁能力的标志量。 真空磁导率μ0：实验测得，真空的磁导率 5.1.2 磁性材料的磁性能 一、高磁导率 磁性材料的磁导率很大，μr1，可达102~105量级。 二、磁饱和性 磁性物质因磁化产生的磁场是不会无限制增加的，当外磁场(或激励磁场的电流)增大到一定程度时，磁感应强度将达到饱和值。 三、磁滞性 在铁心线圈通有交变电流时，铁心将受到交变磁化。如图为磁性物质的滞回曲线。 B H O 1 2 3 4 5 磁感应强度滞后于磁场强度变化的性质称为磁滞性。 要使剩磁消失，通常需进行反向磁化。将 B=0时的 H 值称为 矫顽磁力 Hc，（3、6点。） 6 当H减少为零时，B 并未回到零值，出现剩磁Br（2、5点。） 磁性物质的分类 根据滞回曲线和磁化曲线的不同，大致分成三类： (1)软磁材料 矫顽磁力较小，磁滞回线较窄。易于磁化，也易于退磁。(铁心) (2)永磁材料 矫顽磁力较大，磁滞回线较宽。磁化后不易退磁，能长期保留磁性。 (磁铁) (3)矩磁材料 剩磁大而矫顽磁力小，磁滞回线为矩形。易于磁化，不易退磁。(记忆元件) H B H B H B 5.1.3 磁路及其基本定律 为了使励磁电流产生尽可能大的磁通，在电磁设备或电磁元件中要放置一定形状的铁心。绝大部分磁通将通过铁心形成闭合路径——磁路。 图示为交流接触器的磁路 得出 或