磁路和铁心变压器.ppt

第十三章 磁路和铁心变压器 第一节 磁场的基本物理量及基本性质 第二节 铁磁物质的磁化 第三节 磁路及磁路定理 第四节 恒定磁通磁路的计算 第五节 交变磁通下的铁心损耗 第六节 交流铁心线圈中的电压、电流及磁通 第七节 交流铁心线圈的等效电路 第八节 电磁铁 第十三章 结束 * * 一、磁感应强度 （磁通密度） 若在磁场中的一点垂直于磁场方向放置一段 长为△l 、通有电流I的导体，其受到的磁力 为△F ，则该点磁感应强度的大小为： 1 Tesla = 104 高斯 B 的单位：特斯拉（Tesla） §13.1 磁场的基本物理量及基本性质 二、磁通及磁通的连续性原理 某一面积S的磁感应强度B的通量称为磁通 如果磁场均匀且磁场方向垂直于S面，则 磁通的连续性原理： 磁场中任何封闭曲面的磁通恒等于零。 三、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 四、磁场强度 H 及（全电流定律） 1、 磁场强度是计算磁场所用的物理量，其大小 为磁感应强度和导磁率之比。 单位： B ：特斯拉 ：亨/米 ：安/米 m B H = 2、全电流定律（安培环路定律） 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。 一、起始磁化曲线 1. 非线性 大 小 B H (I) B H 2. 磁滞性 §13.2 铁磁物质的磁化 二、磁滞回线 根据磁性能，磁性材料又可分为三种：软磁材料（磁滞回线窄长。常用做磁头、磁心等）、永磁材料（磁滞回线宽。常用做永久磁铁）、矩磁材料（滞回线接近矩形。可用做记忆元件）。 三、基本磁化曲线 磁路：主磁通所经过的闭合路径。 i §13.3 磁路及磁路定律 1、 磁路 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 2、 磁路的基尔霍夫第一定律 对于有分支磁路，其分支汇集处称为磁路的节点，磁路的任意节点所连接的各分支磁路的代数和等于零。 I1 N1 N2 I2 即： 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 3、 磁路的基尔霍夫第二定律 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，总磁动势等于各段磁压降之和。 例： I N 对于均匀磁路 磁路中的 欧姆定律 四、磁路的欧姆定律： 则： I N S L 注：由于磁性材料 是非线性的，磁路欧姆定律多用作定性 分析，不做定量计算。 令： Rm 称为磁阻 磁路和电路的比较（一） 磁 路 电 路 磁通 I N I 磁压降 磁动势 电动势 电流 电压降 R + _ E U 基本定律 磁阻 磁感应 强度 安培环路 定律 磁 路 I N 欧姆定律 电阻 电流 强度 克氏 电压定律 克氏 电流定律 磁路与电路的比较 (二) 电 路 R + _ E I 励磁电流：在磁路中用来产生磁通的电流 励磁电流 直流 ------- 直流磁路 交流 ------- 交流磁路 磁路分析 直流磁路 交流磁路 §13.4 恒定磁通磁路的计算 线圈中的励磁电流为直流时，磁路中的磁通不随时间而变化，这样的磁路就叫恒定磁通磁路。 磁路的计算的目的： 找出磁通与磁动势之间的关系。 一、已知磁通求磁动势 计算程序为： 二、已知磁动势求磁通 无分支的均匀磁路，计算不复杂。 不均匀磁路，采用试探法。 §13.5 交变磁通下的铁心损耗 一、磁滞损耗 由于磁滞现象引起的能量损耗称为磁滞损耗。 为了减少磁滞损耗，应尽量选用磁滞回线狭窄的铁磁材料制作铁心。 二、涡流损耗 处在交变磁场中的铁心，电磁感应会在铁心内产生感应电流，称之为涡流。 减小涡流损耗采用的两种措施： 一是增大铁心材料的电阻率 二采用互相绝缘的薄钢片沿着顺磁场方向叠成铁心。 三、铁损 铁损 磁滞损耗 涡流损耗 §13.6 交变铁心线圈中的电压