第八章磁路与交流铁心线圈.ppt

第八章 磁路与交流铁心线圈 第一节 磁场的基本物理量 第二节 铁磁性物质的磁化 第三节 磁路与磁路定律 第四节 交流铁心线圈 第八章小结 第一节 磁场的基本物理量 （1）右手螺旋定则规定：将右手四指弯曲，拇指伸直，令四指弯曲的方向从正电荷所受磁场力 的方向，沿小于π的角度转向正电荷运动速度 的方向，则伸直的拇指所指的方向便是磁感应强度 的方向。 二、磁通量 磁通量Φ是标量，不是矢量。 （1）安培环路定理：在磁场中，磁场强度 沿任一闭合曲线L的曲线积分等于穿过该闭合曲线所围面积的电流的代数和。 在某磁场中任取一闭合曲线L。环路绕行方向如图中曲线上的箭头所示。以曲线L为边界的任一曲面S如图中阴影所示。穿过曲面的电流为I1、I2，其中I2两次穿过曲面S； 电流I3不穿过曲面S。电流I1的参考方向与环路绕行方向符合右手螺旋定则，而I2的参考方向与环路绕行方向不符合右手螺旋定则。因此： 磁导率μ是描述磁介质磁化特性的物理量，它的大小标志着磁介质的导磁能力。对于各向同性的线性磁介质，μ是一个常数。对于铁磁性物质，μ不是常数，它随磁场强度H变化而变化。μ和μ0的单位相同，为亨利/米（H/m）。 第二节 铁磁性物质的磁化 一、铁磁性物质的磁化机理 1.磁介质：在磁场中能够产生磁性的物质。 2.磁化：磁介质在外磁场作用下显示出磁性的现象。 3.磁介质的种类 ： （１）抗磁性物质 （２）顺磁性物质 （３）反铁磁性物质 （４）铁磁性物质 （５）亚铁磁性物质 4.磁化原因： （1）外因：外加磁场是铁磁物质磁化； （2）内因：铁磁物质内部的特殊结构。 5.磁化过程： 磁畴：由于静电交换相互作用而形成的自发磁化区域。 磁畴转动磁化过程：在外磁场作用下，磁畴内磁矩方向向着外磁场方向转动的过程，磁畴转动可简称畴转。 磁介质的磁化曲线：磁介质中磁感应强度B与磁场强度H的关系曲线。 起始磁化曲线：从未磁化到饱和磁化的这段磁化曲线od。 磁化曲线上任一点与原点的连线的斜率等于该磁化状态下的磁导率。（∵μ=B / H ） 铁磁性物质的磁导率是一个变量，它随磁场强度H变化而变化。 磁滞现象：在交变磁化过程中，磁感应强度B的变化总是滞后（指相应的数值）于磁场强度H的变化的现象，简称磁滞。 基本磁化曲线：将各个不同数值的Hm下的磁滞回线的正顶点连接起来所形成的曲线。 基本磁化曲线比较稳定，工程上常用它进行磁路计算。 半硬磁材料：矫顽力在103 A/m与104 A/m之间的铁磁材料。 第三节 磁路与磁路定律 一、磁路 1.磁路： 磁路：由铁磁材料构成的、让磁感应线集中通过的通道。 2.磁路分类 3.磁路中的磁通 （1）主磁通： 沿铁心形成闭合回路的磁感应线所形成的磁通。 （2）漏磁通： 穿出铁心，经过铁心外部物质而形成闭合回路的磁感应线所形成的磁通。 确定正负号的规则：任选一回路绕行方向，当某段磁路中的磁通参考方向与回路绕行方向一致时，该段磁路的磁位差前面取正号，反之取负号；当线圈电流的参考方向与回路绕行方向符合右手螺旋定则时，该磁动势前面取正号，反之取负号。 三、磁路的欧姆定律 第四节 交流铁心线圈 一、电磁关系 1．正弦电压作用下的磁通和电流的波形 铁心损耗与材料的性质、结构，交变磁场的频率，磁感应强度的大小有关。 1．磁滞损耗 涡电流：在与磁场方向垂直的每一金属体的横截面上，流线环环相套，呈涡旋状的感应电流，简称涡流。 ：通常采用掺杂的方法来提高材料的电阻率 当铁心线圈两端外加正弦电压时，由于磁饱和的影响，线圈中的电流不是正弦量，其波形为尖顶波。工程上常把非正弦量用相应的等效正弦量来代替 。 交流铁心线圈电路模型的三个串联组成部分 2．相量图 作图步骤： （1）作参考相量 ； 第八章小结 磁滞损耗：由磁滞效应引起的能量损耗称为磁滞损耗。 【在不可逆磁化过程中克服各种阻力而消耗外磁场供给的一部分能量。】 磁滞损耗的大小取决于材料性质、材料体积、最大磁感应强度和磁化场的变化频率。 磁滞损耗的经验计算公式 （a）圆柱形铁心 （b）涡流 2．涡流损耗 涡流损耗：涡流在金属体内流动时，在所经回路的导体电阻上产生的能量损耗。通常将单位时间的涡流损耗即涡流损耗功率简称为涡流损耗。 涡流损耗的经验计算公式 涡流损耗与材料性质、材料体积、铁片厚度、磁通的波形、最大磁感应强度和磁化场的变化频率等因素有关 。 涡流损耗的危害 能量的浪费，降低设备的效率 释放出大量热量，引起铁心发热，减少设备使用寿命，甚至烧毁设备 减少涡流损耗的途径 减小铁片厚度 提高铁心材料的电阻率 ：通常采用