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第10章 磁 路 和变 压 器 220kV 电力变压器 一、 磁场的基本性质 磁感应强度（又称磁通密度）B —— 表征磁场强弱及方向的物理量，反映了该点处的磁特性。 磁通Φ —— 垂直穿过某截面积的磁力线总和，即磁感应强度的积分值，描述了磁场的总体特性。磁通? 的单位:韦[伯](Wb) 。 第一节 磁路 磁感应强度B的单位: 特斯拉(T)，1T = 1Wb/m2 各点磁感应强度大小相等，方向相同的磁场，称为匀强磁场。 在均匀磁场中 ? = B S 或 B= ? /S 磁场强度H —— 计算磁场时引用的物理量。磁感应强度与该点磁导率的乘积。 B=μH ，单位：A/m 真空的磁导率为常数，用? 0表示，有： 磁导率? ：表示磁场媒质磁性的物理量，衡量物质的导磁能力。 相对磁导率? r： 任一种物质的磁导率? 和真空的磁导率?0的比值。 磁导率? 的单位：亨/米（H/m） 在电机、变压器及各种铁磁元件中常用磁性材料做成一定形状的铁心。铁心的磁导率比周围空气或其它物质的磁导率高的多，磁通的绝大部分经过铁心形成闭合通路，磁通的闭合路径称为磁路。 + – N If N S S 直流电机的磁路 交流接触器的磁路 二、 磁路的基本定律 任意选定一个闭合回线的围绕方向，凡是电流方向与闭合回线围绕方向之间符合右螺旋定则的电流作为正、反之为负。 式中： 是磁场强度矢量沿任意闭合 线(常取磁通作为闭合回线)的线积分； ?I 是穿过闭合回线所围面积的电流的代数和。 安培环路定律电流正负的规定： 1、安培环路定律（全电流定律） I1 H I2 安培环路定律将电流与磁场强度联系起来。 在均匀磁场中 Hl = IN 以等截面无分支闭合铁心磁路为例： 线圈N匝，电流i，铁心截面为A，磁路平均长度为l，磁导率为u 2、磁路的欧姆定律 磁通与磁密关系为 定义F为磁通势： Rm为磁阻，表示磁路对磁通的阻碍作用。 3、磁路的基尔霍夫定律 （1）磁路的基尔霍夫电流定律（第一定律） 或 流入或流出任一闭合曲面的磁通和为0 A N i （2）磁路的基尔霍夫电压定律 任一闭合曲线的总磁动势（磁压降）等于各段磁动势（磁压降）之和。 磁路和电路的几点差别： 1（功率损耗问题）电路中有电流I 时，就有功率损耗；而在直流磁路中，维持一定磁通量，铁心中没有功率损耗。 2 （磁路非理想）电路中的电流全部在导线中流动；而在磁路中，总 有一部分漏磁通。 3 （磁路的饱和性）电路中导体的电阻率在一定的温度下是恒定的；而磁路中铁心的导磁率随着饱和程度而有所变化。 4 （磁路的非线性）在线性电路中，计算时可以用叠加原理；而在磁路中，B和H之间的关系为非线性，因此计算时不可以用叠加原理。 磁路 磁通势F 磁通? 磁阻 电路 电动势 E 电流密度 J 电阻 磁感应强度B 电流 I ? N I + _ E I R 高导磁性 磁性材料的磁导率通常都很高，即 ?r ??1 (如坡 莫合金，其 ?r 可达 2?105 ) 。 磁性材料能被强烈的磁化，具有很高的导磁性能。 磁性材料主要指铁、镍、钴及其合金等。 磁性物质的高导磁性被广泛地应用于电工设备中，如电机、变压器及各种铁磁元件的线圈中都放有铁心。 磁性物质的高导磁性被广泛地应用于电工设备中，如电机、变压器及各种铁磁元件的线圈中都放有铁心。在这种具有铁心的线圈中通入不太大的励磁电流，便可以产生较大的磁通和磁感应强度。 4、磁性材料 磁性物质内部形成许多小区域，其分子间存在的一种特殊的作用力使每一区域内的分子磁场排列整齐，显示磁性，称这些小区域为磁畴。 在外磁场作用下，磁畴方向发生变化，使之与外磁场方向趋于一致，物质整体显示出磁性来，称为磁化。即磁性物质能被磁化。 磁 畴 外 磁 场 在没有外磁场作用的普通磁性物质中，各个磁畴 排列杂乱无章，磁场互相抵消，整体对外不显磁性。 磁 畴 　　磁性物质由于磁化所产生的磁化磁场不会随着外磁场的增强而无限的增强。 BJ 磁场内磁性物质的磁化磁场 的磁感应强度曲线； B0 磁场内不存在磁性物质时的 磁感应强度直线； B BJ曲线和B0直线的纵坐标相 加即磁场的 B-H 磁化曲线。 O H B B0 BJ B ? a ? b 磁化曲线 　　磁性物质由于磁化所产生的磁化磁场不会随着外磁场的增强而无限的增强。当外磁场增大到一定程度时，磁性物质的全部磁畴的磁场方向都转向与外部磁场方向一致，磁化磁场的磁感应强度将趋向某一定值。如图。 将一块未磁化的铁磁材料进行磁化，用B=f (H)描述的