电机学chapter0-2.ppt

4. 电磁力定律 1、磁路中有磁饱和现象,在一定磁路中,通过的磁通量的大小受到严格的限制,而在充分冷却的电路中,流过的电流的大小几乎是不受限制的。 2、磁通在磁路中的传播速度远小于电路中电流的传播速度。 3、电路中的电流表示带电质点的运动,因而通过电阻时要消耗能量,使电阻发热。而磁通并不代表质点的运动,只是描述磁场的一个物理量,它通过磁阻时不消耗功率,因而不存在磁路的热效应。 作 业 S0-3、5 X0-2、3 八. 磁路和电路的不同点 * * 第二节 电机学中的基本电磁定律 变压器、电机 磁 场 耦合 电流 全电流定律 铁心 小电流 大磁通 铁心增磁功能 铁心饱和 铁心中的气隙 制约 制约 电磁转矩 电磁力定律 电磁感应定律 感应电势 能量转换 变压器、发电机、电动机 知 识 结 构 一、电路的基本定律 1、KCL 在集总电路中，任何时刻，对任一节点，所有流入和流出节点的支路电流的代数和恒等于零 。 2、KVL 在集总电路中，任何时刻，沿任一回路，各段电路电压的代数和恒等于零。 二、磁场的基本物理量 1、磁通密度 B T (1T=1Wb/m2) 磁通密度（磁感应强度）是表示磁场内 某点磁场强弱（磁力线的多少）和 磁场方向（磁力线的方向）的物理量 2、磁通 Φ Wb 4、磁场强度 H A/m 磁通反应了磁导体某个 范围内的磁力线的多少 3、磁导率 μ H/m 磁导率是描述磁场介质 导磁能力的物理量 磁场强度是磁感应强度的辅助物理量， 它也是一个矢量 单相变压器 1、主磁通和漏磁通 N1 N2 电能 i1 输入电能 电能 i2 输出电能 磁 场 三、磁路的基本定律 主磁通 漏磁通 旋转电机 机械端口 转子 定子绕组 定子铁心 电端口 A B C 磁 场 电能 机械能 磁路: 磁通所走的路径。 旋转电机横截示意图面 2、安培环路定律 安培环路定律:沿空间任意条闭合回路，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。 i3 l H dl i2 i1 注：若i与l符合右手螺旋关系， 取正号，否则取负号 。其中大拇指所指为i的方向，四指为l方向。 其中 H： 磁场强度，安/米(A/m) 磁压降 1 2 螺管线圈 设有向回路 l 与圆环的中心圆重合，则沿着回线 l 磁场强度 H 处处相等且其方向处处与回线切线方向相同（称为均匀磁场），同时闭合回线所包围的总电流由通有电流 i 的 N 匝线圈提供，则： Hl＝Ni Ni：作用在磁路上的安匝数（磁路磁动势），单位A。 3、电磁感应定律 1）.电磁感应定律 e 注意：只有线圈的磁通与电势符号右手螺旋关系，上式才能取负号 2）.变压器电势与运动电势 若线圈和磁场相对静止，感应电势纯粹是由于和线圈交链的磁通随时间的变化而产生,仅有变压器电势，即 运动电势的方向习惯用右手定则确定，如图所示。 若导线切割磁力线的速度为 ，导线处的磁感应强度为 ，且 不随时间变化时，假设磁力线、导线与导线运动方向三者垂直，则导线中感应电势为运动电势，其大小为 载流导体在磁场中要受到电磁力，在导体与磁场垂直的情况下，若导体中电流为i，导体长度为l，导体所在处的磁通密度为b，则电磁力为： 注：电磁力方向由左手定则决定 5 磁路的欧姆定律 1）均匀磁路的欧姆定律 其中 B :磁通密度，特斯拉（T） Φ ：磁通，韦伯（Wb） A：铁心的截面积 ，平方米（m2 ） 在线性或可以近似地认为是线性的介质中有 B=μH 其中μ是磁导率， H/m 将φ=BA和B=μH 代入Ni ＝Hl，得 欧姆定律 或 则可写为 欧姆定律：作用于磁路上的磁动势等于磁阻乘以磁通。 定义： :磁路的磁阻，A/Wb 定义： :磁路的磁导，Wb/A 2）分段均匀磁路的欧姆定律 其中 RmFe : 铁心部分对应的磁阻 Rmδ : 气隙部分对应的磁阻 假设铁心长度l远远大气隙长度 ，认为铁心柱中的磁通等于气隙中的磁通 ，则 6 磁路基尔霍夫第一定律 i1 N1 δ l1A1 l3A3 l2A2 i2 N2 φ1 φ3 φ2 7 磁路基尔霍夫第二定律 8 能量守恒定律 解： 例：已知