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电工电子技术 人民邮电出版社 知识模块八 电磁铁与变压器 主要内容 ①磁路的基本物理量和磁路基本定律 ； ②变压器的基本构造及其工作原理和电压、电流、阻抗的变换 。 重点 磁路的基本物理量和磁路基本定律，变压器的基本构造及其工作原理 一、磁路及其基本定律 在磁体的周围空间有磁场的存在，磁场的特征可以用磁感应强度、磁通、磁导率、磁场强度等几个物理量来描述。 磁感应强度 与磁场方向相垂直的单位面积上通过的磁通（磁力线），可表示磁场内某点的磁场强弱和方向。 2. 磁通 磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积S的乘积，称为通过该面积的磁通?。 磁通?反映了磁导体某个范围内磁力线的多少。 3. 磁场强度 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。 安培环路定律（全电流定律）： 磁场中任何闭合回路磁场强度的线积分,等于通过这个闭合路径内电流的代数和.即 4. 磁导率 磁导率? 是一个用来表示磁场媒质磁性和衡量物质导磁能力的物理量。 5、磁路 在变压器、电动机和各种铁磁元件等电气设备和测量仪表中，为了使较小的励融电流产生较大的磁感应强度（磁场），常采用磁导率高的磁性材料做成一定形状的铁心。 所谓磁路就是经过这些磁材料构成的磁通路径，它是一个闭合的通路。磁通经过铁心闭合，铁心中磁场均匀分布，这种磁路也称为均匀磁路；磁通都经过铁心和空气隙闭合，磁场分布不均，称为不均匀磁路。 6. 磁路的欧姆定理 对于环形线圈： 7. 磁路的计算 在计算电机、电器等的磁路时，要预先给定铁心中的磁通（或磁感应强度），而后按照所给的磁通及磁路各段的尺寸和材料去求产生预定磁通所需的磁通势F＝NI。 计算均匀磁路要用磁场强度H，即NI＝Hl， 如磁路由不同的材料、长度和截面积的几段组成，则磁路由磁阻不同的几段串联而成。 如由三段串联而成的继电器磁路 二、电磁铁 电磁铁是利用通电的铁心线圈吸引衔铁或保持某种机械零件、工件于固定位置的一种电器。 电磁铁通常有线圈、铁心和衔铁三个主要部分，如图8.3所示。其工作原理大致为： 当线圈通电后，电磁铁的铁心被磁化，吸引衔铁动作带动其它机械装置发生联动；当电源断开后，电磁铁铁心的磁性消失，衔铁带动其它部件被释放。 电磁铁吸合过程的分析：在吸合过程中若外加电压不变，则?基本不变 三、变压器 变压器具有变换电压，变换电流和变换阻抗的性能，因此，它在生产中得到广泛的应用。掌握变压器的基本原理不仅对了解变压器的性能及使用是必需的，而且对理解电机的基本内容也有很大的帮助。 1. 变压器的功能和分类 （1）变压器的功能：变电压、变电流、变阻抗 （2）变压器的种类： 2. 变压器的工作原理 3. 变压器的损耗与效率 变压器的功率损耗包括铁心中的铁损?Pfe和绕组上的铜损?Pcu。 变压器的效率： * * 如：磁场内各点的磁感应强度的大小相等，方向相同，这样的磁场则称为均匀磁场。 电流方向和磁场强度的方向 符合右手定则，电流取正；否则取负。 在无分支的均匀磁路（磁路的材料和截面积相同，各处的磁场强度相等）中，如环形线圈，安培环路定律可写成： 由上式可知，磁场内某一点的H只与电流大小、线圈匝数及该点的几何位置有关，而与? 无关，真空中的磁导率为常数： 表8-1 磁路与电路对照 图 8.2 继电器的磁路 图 8-3 几种电磁铁的构造 注意：如果气隙中有异物卡住，电磁铁长时间吸不上，线圈中的电流一直很大，将会导致过热，把线圈烧坏。 电磁铁有直流电磁铁和交流电磁铁两大类。交流电磁铁：铁心由硅钢片叠成，可减小铁损；其在吸合过程中，随着气隙的减小，磁阻减小，线圈的电感和感抗增大，因而电流逐渐减小。直流电磁铁：铁心用整块软钢制成；励磁电流仅与线圈电阻有关，不因气隙大小而变。 图 8-4 变压器工作原理图 电磁关系：