0.2-电磁学基本知识.ppt

常用铁磁材料及其特性 (1)开始磁化阶段oa段。外磁场较弱，磁通密度增加得不快。 (2)磁通很快增加阶段ab段。随着外磁场的增强，大量磁畴开始转向，Ｂ增加很快。 (3)达到饱和阶段bc段。可转向的磁畴越来越少，Ｂ值增加的越来越慢。这种现象称为饱和。b点称为膝点。 (4)饱和后阶段cd段。饱和后磁化曲线基本成为与非铁磁材料的特性相平行的直线。 分析: 膝点 跗点 饱和点 应用: 设计电机和变压器时，为使主磁路内得到较大的磁通量而又不过分增大励磁磁动势，通常把铁心内工作点的磁通密度选择在膝点附近。 知识点: 铁磁材料的磁阻随饱和度增加而增大。 常用铁磁材料及其特性 常用铁磁材料及其特性 剩磁：当H从零增加到Hm时，B相应地从零增加到Bm；然后再逐渐减小H，B值将沿曲线ab下降。当H=0 时，B值并不等于零，而是Br。这就是剩磁。 磁滞回线：当H在Hm和－ Hm 之间反复变化时，呈现磁滞 现象的B－H闭合曲线，称为 磁滞回线。 2、磁滞回线 常用铁磁材料及其特性 矫顽力：要使Ｂ值从Br减小到零，必须加上相应的反向外磁场。此反向外磁场强度称为矫顽力，用Hｃ表示。 磁滞：铁磁材料所具有的磁通密度Ｂ的变化滞后于磁场强度Ｈ变化的现象，叫做磁滞。 磁滞现象是铁磁材料的另一个特性。Br和Hｃ是铁磁材料的两个重要参数。 常用铁磁材料及其特性 定义:对同一铁磁材料，选择不同的磁场强度进行反复磁化，可得一系列大小不同的磁滞回线,再将各磁滞回线的顶点联接起来，所得的曲线。 3、基本磁化曲线 磁路计算时所用的磁化 曲线都是基本磁化曲线。 几种常见磁性物质的磁化曲线 a 铸铁 b 铸钢 c 硅钢片 O 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0?103 H/(A/m) H/(A/m) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ?103 B/T 1.8 1.6 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 a b a c 常用铁磁材料及其特性 三、铁磁材料 1、软磁材料 定义: 磁滞回线窄、剩磁和矫顽力都很小的材料。 常用软磁材料: 铸铁、铸钢和硅钢片等。 2、硬磁材料 定义: 磁滞回线宽、剩磁和矫顽力都很大的铁磁材料称为硬磁材料，由于剩磁较大，可用以制成永久磁铁。故又称为永磁材料。 软磁材料的磁导率较高,故用以制造电机和变压器的铁心。 常见的有铝镍钴、铁氧体、稀土钴、钕铁硼等 。 常用铁磁材料及其特性 软磁材料 硬磁材料 常用铁磁材料及其特性 四、铁心损耗 1．磁滞损耗 定义: 铁磁材料置于交变磁场中时，磁畴相互间不停地摩擦、消耗能量、造成损耗，这种损耗称为磁滞损耗。 公式: 应用:由于硅钢片磁滞回线的面积较小，故电机和变压器的铁心常用硅钢片叠成。 常用铁磁材料及其特性 2．涡流损耗 涡流:当通过铁心的磁通随时间变化时,根据电磁感应定律,铁心中将产生感应电动势,并引起环流,环流在铁心内部围绕磁通作旋涡状流动 称为涡流。 定义:涡流在铁心中引起的损耗。 公式: 应用:为减小涡流损耗，电机和变压器的铁心都用含硅量较高的薄硅钢片叠成。 硅钢片中的涡流 B 常用铁磁材料及其特性 3．铁心损耗 定义: 铁心中磁滞损耗和涡流损耗之和。 表达式: 铁心损耗与频率的1.3次方、磁通密度的平方和铁心重量成正比。 表1.1 磁路和电路对比表 序号 电 路 磁 路 基本物理量或基本定律 符号或定义 单位 基本物理量或基本定律 符号或定义 单位 1 电 流 I A 磁 通 φ Wb 2 电动势 E V 磁动势 F=Hl A 3 电 阻 R=l/(γA) Ω 磁 阻 Rm=l/(μA) 1/H 4 电 导 G=1/R S 磁 导 Λ=1/ Rm H 5 电流密度 J=I/A A/m2 磁通密度 B=φ/A Wb/m2（T） 6 电导率 γ S/m 磁导率 μ H/m 7 电流定律 ∑I=0 磁通连续性原理 ∑φ=0 8 电压定律 ∑U=0 安培环路 定律 ∑Hl=∑Ni 9 欧姆定律 U=RI 磁路欧姆 定律 F=Rmφ 小结 ·电流表示带电质点的运动，它通过电阻时的功率损耗为I2R；磁通不代表质点运动，φ2Rm也不代表功率损耗。 ·自然界存在着良好的对电流绝缘的材料，但尚未发现对磁通绝缘的材料。磁路中没有“断路”的情况，即不