第1章电磁学的基本知识与基本定律--2011 (2).pptVIP

第1章 电磁学的基本知识与基本定律 第1章 预备知识-----电磁学的基本知识与基本定律 1.3 基本电磁定律 电生磁的基本定律——安培环路定律 磁生电的基本定律——法拉第电磁感应定律 电磁力定律 磁路的欧姆定律 1.3.2 磁生电的基本定律—法拉第电磁感应定律 1.3.2 磁生电的基本定律—法拉第电磁感应定律 1.3.4 磁路的欧姆定律 例1-1 1.4.4 铁磁材料中的铁耗 1.4.5 永久磁铁的去磁曲线与各种永磁材料的特点 1.4.5 永久磁铁的去磁曲线与各种永磁材料的特点 练习：1.3参考答案 解：于是： 从第k线圈两端看进去的等效磁阻。 从第k(k≠i≠i)线圈两端看进去的等效磁阻。 * * 电机是实现电能与机械能转换的装置，这种转换是通过电磁场来完成的，只有深入分析电机内部的电磁过程，才能了解电机的各种特性。 电磁场的抽象性，增加了该课程的难度。 本章内容: 电磁学的基本知识与基本定律； 常用磁性材料（铁磁材料与永磁材料）及其特性。 1.1 电路的基本定律 基尔霍夫电流定律(KCL)：在电路节点上 基尔霍夫电压定律（KVL）：在闭合回路中 1.2 磁场的基本知识 通电导体周围会产生磁场，磁场是一个矢量。 用磁通密度（简称磁密）或磁感应强度)B 描述磁场的强弱。 图1.1 磁力线与电流之间的右螺旋关系 磁力线方向：N→S B的单位为T，特[斯拉] 为形象描绘磁场的空间分布情况，通常使用磁感应线—磁力线。 磁感应强度B的方向和大小 B的方向：用带有方向的闭合曲线表示磁力线，曲线上任意点 的切线方向表示B的方向。 B的大小：垂直于B的单位面积的磁感应线数目。 电流与所产生的磁场方向用右手螺旋法则确定。 磁感应强度B表示了单位面积上的磁通，故又被称为磁通密度。 磁通量 (1-1) 对于均匀磁场，若B与S垂直，则上式变为 磁感应强度的通量。 即穿过某一截面积S的磁力线总量。 单位为：Wb，韦[伯] 若B与S不垂直，S的法线与B的夹角为α，则上式变为 磁场强度 H (1-2) 指介质中某点的磁感应强度B与介质磁导率μ之比。 载流导体会在周围介质中产生磁场形成磁路，同样大小的电流在周围介质中所产生的磁感应强度B的大小会因为介质的磁导率不同而有很大的不同！在磁路计算中，为了计算上的方便，还引入磁场强度H这一辅助物理量。 它表示在磁场中，若充满不同的介质，不同质点处的H是相同的，与介质无关；但B会因为介质的不同而不同。 H的单位：安/米(A/m)；磁导率的单位: 亨/米(H/m) 真空的磁导率 为一常数 铁磁材料的 磁导率不是常数，一般为 铸钢材料的相对磁导率为 矽钢材料的相对磁导率为 记住：在同样大小的电流下，铁心线圈的磁通比空心线圈的磁通大得多，这就是电机和变压器通常都用铁磁材料来制造的原因。 磁动势： 磁链： 在电路中，电流I是由电动势E产生的； 在磁路中，磁通Φ是由磁动势F产生的。 流过线圈电流i与线圈匝数N的乘积。 磁阻： 和电路中的电阻一样，磁路中也定义磁阻Rm，它对磁通起阻碍作用 其中l为磁路平均长度，s为磁路截面积 磁路的欧姆定律： 表示N匝线圈所匝链的总磁通(单位：Wb韦伯)。 电生磁， 磁生电 1.3.1 电生磁的基本定律——安培环路定律 (1-3) 若闭合磁力线上 H 处处相等,则上式变为: 安培环路定律也称全电流定律。是表示电流与所产生的磁场之间关系的定律。 设空间有多根载流导体，流过的电流分别为： 则沿任何闭合路径l对磁场强度H的线积分，等于该闭合回路所包围的电流的代数和。 电流的正负由右手螺旋定则确定。对于例图有： 把磁路分成若干段，几何形状相同的为一段。如此，H沿整个磁路的线积分就等于每段磁路磁场强度与磁路长度乘积之和，即： 1.3.1 电生磁的基本定律—安培环路定律 称为第k段磁路的磁压降，F=NI为作用在整个磁路上的磁动势(磁动势的单位：安匝)。 对于无分支磁路，由于各段磁路的磁通是相等的，则全电流定理可以写成： 注意：在铁磁材料构成的磁路中，由于磁路有饱和非线性现象，Rm不为恒值。故磁路欧姆定律常用作定性分析，不用于定量计算。 (1-4) 图1.2 磁通与其感应电势的正方向假定 电动机惯例设定的参考方向 变压器电势： 能在线圈中产生感应电动势只有两种情况： 一、绕组和磁场无相对位置运动，与绕组相交链的磁链 发生变化而在绕组中产生感应电动势—变压器电动势； 二、绕组和磁场间有相对位置运动，绕组中的导线切割磁场而产生感应电动势—切割电动势。 大小与磁链的变化率成正比，方向由楞次定律确定： 楞次定律