电工与电子技术课件第5章(上).ppt

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电工与电子技术课件第5章(上).ppt

(变阻抗) 原、副边阻抗关系 由图可知: 结论: 变压器一次侧的等效阻抗模,为二次侧所带负载的阻抗模的K 2 倍。 + – + – + – 阻抗变换举例:扬声器上如何得到最大输出功率 Rs RL 信号源 设: 信号电压的有效值: U1= 50V; 信号内阻: Rs=100 ? ; 负载为扬声器,其等 效电阻:RL=8?。 求:负载上得到的功率 解:(1)将负载直接接到信号源上 Rs (2)将负载通过变压器接到信号源上。 输出功率为: 设变比 则: 结论:由此例可见加入变压器以后,输出功率提高了 很多。原因是满足了电路中获得最大输出的条 件(信号源内、外阻抗差不多相等)。 5.3.2 变压器的外特性 副边输出电压和输出电流的关系。即: U2 I2 U20 U20:原边加额定电压、 副边开路时,副边的输 出电压。 一般供电系统希望要硬特性(随I2的变化,U2 变化不多) * 第五章 磁路与变压器 第五章 磁路与铁芯线圈电路 §5-1 磁路基础与磁路的基本定律 §5-2 铁心线圈 §5-3 变压器 磁路:主磁通所经过的闭合路径。 i §5.1 磁路基础与磁路的基本定律 5.1.1 磁路的基本概念 线圈通入电流后,产生磁通,分主磁通和漏磁通。 :主磁通 :漏磁通 铁心 (导磁性能好 的磁性材料) 线圈 5.1.2 磁场的基本物理量 电流 → 磁场 ←用磁力线描述 通过磁场中某一面积的磁力线的总数。 单位:Wb。 B:矢量。其数值表示磁场的强弱, 其方向表示磁场的方向。 一、磁通(Φ) 二、磁感应强度 (磁通密度) 单位:韦伯 1 Tesla = 104 高斯 B 的单位:特斯拉(Tesla) H :矢量。 方向与 B 的方向相同。 H 的大小: 只与产生该磁场的电流大小成正比,与介质的性质无关。 B 的大小: 不仅与产生该磁场的电流大小有关, 还与介质的性质有关。 三、磁场强度 H ※单位:A/m。 四、磁导率 :表征各种材料导磁能力的物理量 (亨/米) 真空中的磁导率( )为常数 一般材料的磁导率 和真空中的磁导率之比, 称为这种材料的相对磁导率 ,则称为磁性材料 ,则称为非磁性材料 5.1.3 磁性材料的磁性能 磁性材料主要是指由元素铁、钴、镍及其合金等材料。它们主要的磁性能如下。 一、高导磁性 磁性材料的磁导率很大,μr1,可达102~105量级。 分子电流和磁畴理论: 分子中电子的绕核运动和自转将形成分子电流,分子电流将产生磁场,每个分子都相当于一个小磁铁。 由于磁性物质分子的相互作用,使分子电流在局部形成有序排列而显示出磁性,这些小区域称为磁畴。 磁性物质的磁化示意图 (a)无外场,磁畴排列杂乱无章。 (b)在外场作用下,磁畴排列逐渐进入有序化。 非磁性材料没有磁畴的结构,所以不具有磁化特性。 磁性物质因磁化产生的磁场是不会无限制增加的,当外磁场(或激励磁场的电流)增大到一定程度时,全部磁畴都会转向与外场方向一致。这时的磁感应强度将达到饱和值。 B0 B H B O 磁化曲线 B0 是真空情况下的磁感应强度; B 是介质中的磁感应强度。 磁性物质的μ不是常数,Φ与H也不存在正比关系。 二、磁饱和性 μ 在铁心线圈通有交变电流时,铁心将受到交变磁化。但当H减少为零时,B 并未回到零值,出现剩磁Br。 B H O 1 2 3 4 5 磁感应强度滞后于磁场强度变化的性质称为磁滞性。如图为磁性物质的滞回曲线。 要使剩磁消失,通常需进行反向磁化。将 B=0时的 H 值称为 矫顽磁力 Hc,(见图中3和6所对应的点。) 6 三、磁滞性 根据磁滞回线的不同,大致分成三类: (1)软磁材料 其矫顽磁力较小,磁滞回线较窄。(铁心) (2)永磁材料 其矫顽磁力较大,磁滞回线较宽。(磁铁) (3)矩磁材料 其剩磁大而矫顽磁力小,磁滞回线为矩形。(记忆元件) H B H B H B 磁性材料的分类: 一. 安培环路定律(全电流定律): 磁场中任何闭合回路磁场强度的线积分,等于通过这个闭合路径内电流的代数和. I1 I2 I3 电流方向和磁场强度的方向 符合右手定则,电流取正; 否则取负。 5.1.4 磁路基本定律 在无分支的均匀磁路(磁路的材料和截面积相同,各处的磁场强度相等)中,安培环路定律可写成: 磁路 长度L 线圈 匝数N I HL:称为磁压降。 NI:称为磁动势。一般 用 F 表示。 F=NI 总磁动势 在非均匀磁路(磁路的材料或截面积不同,或磁场强度不等)中,总磁

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