《电路基础》黄良附录A.ppt

附录A 磁路 附A. 1 磁路及其定律 附A. 2 恒定磁通无分支磁路的计算 附A. 3 恒定磁通有分支磁路的计算 附A. 4交变磁通磁路的计算 本章结束 * 附A. 1 磁路及其定律 附A. 2 恒定磁通无分支磁路的计算 附A. 3 恒定磁通有分支磁路的计算 附A. 4 交变磁通磁路的计算 磁路是局限在特定路径中的磁场(Magnetic Field)。 简要复习描述磁场的基本物理量即分析磁路的物理量 1、磁感应强度：表征磁场的基本物理量，用向量B表示。 方向与该点磁力线的方向一致，代表该点磁场的方向； 数值用垂直于磁场方向的单位面积上穿过的磁力线条数来表示，代表该点磁场的强弱。 单位是特斯拉（T），也常用高斯（Gs），其换算关系为 附A. 1. 1 磁路的基本物理量 2、磁场强度：表征磁场与产生它的电流之间的关系的物理量，用向量H表示。 磁场强度由安培环路定律确定，即 式中电流的参考方向与闭合路径的方向符合右手螺旋定则时，电流前取正号，否则取负号。 单位是安/米（A/m），也常用奥斯特（oe），其换算关系为 3、磁导率：由于介质不同，同样电流所产生的磁场可能大不一样。表征介质对磁场影响的物理量是磁导率μ。 单位是亨/米（H/m） 真空的磁导率μ0为一常数，其量值为 每一种物质的磁导率μ/μ0的比值，称为该物质的相对磁导率μr，即 磁感应强度B是由磁场强度H和介质磁导率μ两个因素决定的结果。三者之间关系为 4、磁通：用Ф表示。穿过某一面S的磁通为 如果S面上的磁场是均匀的，且方向与S面垂直，则该面上的磁通为 或 磁通的单位是韦伯（Wb），也常用麦克斯威尔（Mx），换算关系为： 故磁感应强度又称为磁通密度 5、磁动势：用F表示，有时又称磁势。 当匝数为N的线圈流过的电流为I时，由安培环路定律可求得磁动势为 附A. 1. 2 铁磁物质的磁性能 反磁物质（如铋）的?略小于??0。 物质按磁性能可分为顺磁物质、反磁物质和铁磁物质三种。 顺磁物质（如氧）的磁导率?略大于??0； 铁磁物质（如铁、钴、镍及其合金）的?值远远大于??0，且不是常量，它具有高导磁性、磁饱和性和磁滞性 顺磁物质和反磁物质合称为非铁磁物质，工程上将它们的?值都按??0计算。 分述如下 1、高导磁性 若各个磁畴排列杂乱时，磁场互相抵消，则对外不显出磁性（图a）。在外磁场作用下，这些磁畴会按照外磁场方向一致排列（图b），就是说铁磁物质被磁化了。这样，便产生了一个很强的、与外磁场方向相同的附加磁场，使总的合成磁场大大加强。这就是铁磁物质的相对磁导率μr 1的原因。 图a 图b 由于铁磁物质内部存在着许多很小、强烈磁化了的自然磁化区，好似一些小磁铁，称为磁畴。 2、磁饱和性 铁磁物质的磁化特性可用于磁化曲线（即B－H曲线）来表示。 在测得对应于不同H值下的磁感应强度B后，便可逐点绘出B－H曲线（图b曲线②），这条曲线称为原始磁化曲线。 这条曲线大体上可分成3段：oa1段B值随H值增加缓慢，这是由于外磁场很弱，还不足以使较多的磁畴转向；a1a2段B值迅速上升，这是铁心被强烈磁化所致；在a2点以后，B值上升又渐缓下来，这时大多数磁畴已转向与外磁场方向一致了，称为磁饱和。饱和后铁心的相对磁导率μr≈1，即曲线与非铁磁物质的磁化曲线（直线①）近似平行了。 图a为测定磁化曲线的试验电路，在一个未磁化（或完全退磁）的环状闭合铁心上均匀绕线圈N匝（铁心截面尺寸远小于环平均半径r），调节电位器R使电流从零逐渐增大，铁心中的磁场强度亦随之增大（由安培环路定律可知 r NI H p 2 / = a b 3、磁滞性 在交流电机或电器中的铁心处于交变磁化情况，其磁场强度循环地在正的某极大值Hm和等大的负值－Hm间变动。若最初仍从未磁化（即完全退磁）的状态开始，磁场强度由零逐渐增加到Hm值，B沿着原始磁化曲线（曲线oab）上升到c点（图a），然后H由Hm下降到零时（d点），B值并不为零，而保留一定量Br，称为剩余磁通密度，简称剩磁。若要消去剩磁，必须加相反方向的外磁场，当到达－Hc1时，B值降到零（e点），这个Hc1值称为矫顽磁化力。此后，当H继续反方向增加时，则进入反向磁化过程，B值变为负值，到H＝－Hm（f点）后再减小H的量值，又步入反向去磁过程（曲线fg）. 图a 图b 上述反复磁化、退磁过程的每次曲线并不完全对称，但经过多次循环后，得到一个十分接近对称于原点的闭合曲线（图b），称为磁滞回线。 矫顽磁化力大的铁磁物质称为硬磁材料。如碳钢、钴钢及镍钴合金等，这类材料被磁化后，剩磁不易消失，适宜制作永久磁铁。 不同的铁磁物质有不同的磁