电工电子技术课件_第4章 磁路和变压器.pptVIP

非磁性物质：μr≈1的物质，如铜、铝、橡胶、空 气、塑料等。 跳转到第一页 * 4.1 铁芯线圈、磁路 4.2 变压器的基本结构和工作原理 4.3 三相电力变压器 4.4 特殊变压器 第1章 4.1 铁芯线圈、磁路 实际电路中有大量电感元件的线圈中有铁心。线圈通电后铁心就构成磁路，磁路又影响电路。因此电工技术不仅有电路问题，同时也有磁路问题。 第2页 1. 磁路的基本概念 i u φ 交流铁心线圈示意图 电路部分 磁路部分 电流通过N匝线圈产生的磁动势： f = i N f 在铁芯中激发按正弦规律变化，沿铁芯闭合的工作磁通φ。 均匀磁场中磁通Φ 等于磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积S的乘积，单位是韦伯(Wb)。 ……1Wb=108Mx 第2页 磁导率μ 磁导率μ表示物质的导磁性能，单位是亨/米(H/m)。 真空的磁导率： 非铁磁物质的磁导率与真空极为接近，铁磁物质的磁导率远大于真空的磁导率。 相对磁导率μr ： 物质磁导率与真空磁导率的比值。 第2页 铁磁性物质：μr1的物质，如铁、镍、钴、钢、 合金钢、坡莫合金等。 铁磁性物质彼此之间的相对磁导率差别很大。如铸铁的μr≈200～400；铸钢的μr≈500～2200；硅钢的μr≈7000～10000；坡莫合金的μr≈20000～200000。 一个磁路中若有气隙存在，则气隙磁阻铁芯磁阻。 物质根据相对磁导率的不同可分为两大类 第2页 磁感应强度B和磁场强度H 1. 磁感应强度B是表征磁场中某点强弱和方向的物理量。B的大小与磁场周围介质的磁导率μ有关； 2. 磁场强度H是表征电流的磁场强弱和方向的物理量。H的大小与磁场周围介质的磁导率μ无关。 磁路欧姆定律： 磁路欧姆定律可以用来定性的分析磁路的情况。 第2页 铁磁材料内部往往有相邻的几百个分子电流圈流向一致，因此在这些极小的区域内就形成了一个个天然的磁性区域—磁畴。 2. 铁磁材料的磁性能 铁磁材料内部的磁畴排列杂乱无章，磁性相互抵消，因此对外不显示磁性。 铁磁材料之所以具有高导磁性，是因为在它们的内部具有一种特殊的物质结构—磁畴。 磁畴是怎么形成的？ 显然，磁畴是由分子电流产生的。 磁畴因受外磁场作用而顺着外磁场的方向发生归顺性重新排列，在内部形成一个很强的附加磁场。 （a）无外磁场情况 （b）有外磁场情况 第2页 磁滞回线中H为零时B并不为零 的现象说明铁磁材料具有剩磁性。 B H 0 c b a 起始磁化曲线 oa段是线性段 ab段是上升段 bc段是磁化曲线的膝部 C点以后是饱和段 起始磁化曲线反映了什么？ 起始磁化曲线的ab段反映了铁磁材料的高导磁性；c点以后说明铁磁材料具有磁饱和性。 磁滞回线中B的变化总是落后于H的变化说明铁磁材料具有磁滞性； 铁磁材料反复磁化一周所构成的曲线称为磁滞回线。 起始磁化曲线和磁滞回线 第2页 铁心线圈中通过交变电流时，H的大小和方向都会改变，铁心在交变磁场中反复磁化的过程中，B的变化总是滞后于H的变化，这种现象称为磁滞性；当H减为零时B并不为零。 磁导率可达102~104，由铁磁材料组成的磁路磁阻很小，在线圈中通入较小的电流即可获得较大的磁通。 B不会随H的增强而无限增强，H增大到一定值时，B不能继续增强。 高导磁性 磁滞性和剩磁性 磁饱和性： 铁磁性材料具有高导磁性、磁饱和性、磁滞性和剩磁性。 第2页 涡流在铁芯中造成的热量损耗。 根据电流的热效应，涡流通过铁芯将使铁芯发热，严重时会造成设备烧损。 铁磁材料反复磁化时，内部磁畴的极性取向随着外磁场的交变来回翻转，在翻转的过程中，由于磁畴间相互摩擦而引起的能量损耗称为磁滞损耗。 3. 铁芯损耗 磁滞损耗 涡流损耗 φ 在交变磁场作用下，整块铁芯中产生的旋涡状感应电流称为涡流。 涡流对电气设备有何影响？ 为减小涡流损耗，常用硅钢片叠压制成电机电器的铁芯。 第2页 具有 磁导率极高、磁化后只有正、负两个饱和状态特点的铁磁材料。矩磁材料适用于制作各类存储器记忆元件的磁芯。