第7章 磁路与铁心线圈电路.pptVIP

第7章 磁路与铁心线圈电路 7.1 磁场的基本物理量 7.2 铁磁材料的磁性能 7.3 磁路与磁路欧姆定律 7.4 交流铁心线圈电路 7.5 电磁铁 7.1 磁场的基本物理量 　　　磁场中用磁感应强度、磁通、导磁率和磁场强度等基本物理量来描述。 7.1.1 磁感应强度B 　　　表征磁场内某点的磁场强弱和方向的物理量称为磁感应强度B。它是一个矢量，可用试验载流线段在磁场中受到作用力的大小和方向来确定。它与电流的方向关系可以用右手螺旋法则来判定，其大小为： 7.1 磁场的基本物理量 　　　式中： B为磁感应强度的大小，T； 　　　　　　 I为通过导线的电流，A； 　　　 l为垂直磁场方向导线的长度，m； F为在磁场中受到的作用力，N。 　　　磁感应强度B的单位：国际单位制（SI）单位是特斯拉，简称特（T），电磁制(CGSM)的单位为高斯(Gs)，1T＝104Gs。 　　　如果磁场内所有点的磁感应强度大小相等，方向相同，这样的磁场称为均匀磁场。 7.1 磁场的基本物理量 7.1.2 磁通φ 　　　在均匀磁场中，磁感应强度B与垂直于方向磁场的面积S的乘积，称为通过该面积的磁通，即： 　　　式中：φ为磁通，Wb； 　　 　S为面积，m2； 　　　磁通反映了磁导体某个范围内磁力线的多少，所以磁感应强度B，又可以称为磁通密度。磁通的单位：国际单位制（SI）制单位是为韦伯（Wb），电磁制(CGSM)的单位为麦克斯韦（Mx），1Wb=108 Mx。 7.1 磁场的基本物理量 7.1.3 磁导率μ 　　　不同的介质的导磁能力不同。描述磁场介质导磁能力的物理量称为磁导率μ 。 　　　如图7.1.1 所示的线圈通电后，在其周围产生磁场。磁场强弱与通过线圈的电流I和线圈的匝数N的乘积成正比。线圈内部x处各点的磁感应强度可表示为： 　　　式中：lx表示x点处的磁力线的长度。 7.1 磁场的基本物理量 　　　由此可见，某点的磁感应强度的大小与磁导体介质、流过电流大小、线圈的匝数及该点的位置有关。 　　　在SI制中，单位为享／米(H／m)。实验测定，真空的磁导率μ0＝4π×10-7 (H／m)，因为μ0是一个常数，工程上常把其他介质的磁导率与之相比较，称其为相对磁导率，是标量，常用字母μr表示，即： 7.1 磁场的基本物理量 　　　根据上式，可把物质分为三类：第一类为反磁物质，μr 1，如铜、银、炭；第二类为顺磁物质，μr＞1，如铂、锡、铝等；第三类为铁磁物质，μr1，如铁、镍、钴和它们的合金。反磁物质和顺磁物质的相对磁导率都近似为1，均接近于真空磁导率μ0。 7.1 磁场的基本物理量 7.1.4 磁场强度H 　　　磁场的强弱，除了与回路的电流大小有关外，还受到载流回路周围物质磁化的影响。例如，一个带铁心的螺线管，它的总磁场可以分为两个部分，一部分为螺线管中电流产生的外磁场，另一部分为铁心内部由于磁畴排列整齐而产生的附加磁场，这个附加磁场远远大于外磁场。而且是一个变量，随外磁场的大小而变化。所以这种磁介质(铁心)使磁场的分析计算复杂化，为了反映外磁场和电流之间的关系，便于计算，引进一个辅助计算矢量——磁场强H。在磁场中任何一点磁场强度的大小与媒介质性质无关，只与产生磁场的电流和载流导体空间的布置情况有关。 7.1 磁场的基本物理量 　　　磁场强度H为磁场中某一点磁感应强度B与该点介质的磁导率的比值。H和B有相同的方向，其大小为： 　　　由式（7.1.3）和式（7.1.5）可得： 7.1 磁场的基本物理量 　　　上式表明磁场内某点的磁场强度H值与电流大小、线圈匝数及该点的位置有关，而与该点处介质的磁导率无关。 　　　在SI制中，H的单位安/米(A／m)，在CGSM制中的单位是奥斯特(Oe)，它们的换算关系为：1A/m=4π×10-3Oe。 7.2 铁磁材料的磁性能 　　　磁性材料很多，常用的主要有铁、镍、钴及其合金等材料。不同介质的导磁能力也不同。 7.2.1 铁磁材料的磁性能 　　　在工程上使用的磁性材料都是指磁导率远大于1的铁磁材料，它具有以下的磁特性： 7.2 铁磁材料的磁性能 　　　1．导磁性 　　　铁磁材料的磁导率很高，其值可达数百、数千以至数万。象硅钢片的相对磁导率μr＝6000～8000，坡英合金(铁镍合金) 可达105左右。铁磁材料这一高导磁性使它在外磁场作用下，能被强烈磁化而呈现很强的磁性。 　　　铁磁物质的磁导率为什么会比真空中的磁导率大得多呢？这是由于将铁磁物质放入磁场后，它就转变为与外磁场同方向的并比外磁场强得多的磁铁。因而使总磁场比原有(真空中或空气中的)磁场强得多。一种物质从不显示磁性到显示磁性的现象叫磁化。 7.2