电路与磁路 磁路与铁心线圈 第7章 磁路与铁心线圈电路.ppt

7.5 恒定磁通磁路的计算 基本公式: 通过对恒定磁通磁路的分析与计算，其目的是在已知磁路的结构、尺寸及材料B-H关系的情况下，找出磁通?与磁通势F之间的关系。一般分为两类问题：一类是已知磁通?求磁通势F，称为正面问题；另一类是已知磁通势F求磁通?，称为反面问题。 基本步骤: 1. 求各段磁感应强度 Bi 各段磁路截面积不同，通过同一磁通? ，故有： 2.求各段磁场强度 Hi 根据各段磁路材料的磁化曲线 Bi=f ( Hi) ,求B1， B2 ，……相对应的 H1， H2 ，……。 3.计算各段磁路的磁位降 （Hi li ） 4.根据下式求出磁通势（ NI ） 一、正面问题：已知磁通?求磁通势F=NI 四、应用举例 可见，要产生同样大小的磁通，采用磁导率高的铸钢比采用磁导率低的铸铁材料作铁心时，线圈中的励磁电流要小得多，这样可选择截面积小的线圈，从而节约了用铜量。 解：（1）由磁路的磁感应强度B=0.67T，查铸铁磁化数据表可得H=3620A/m 例 有均匀圆环铁心线圈磁路，如图所示，磁路平均长度l（中心线长度）为50cm。线圈匝数为N=200匝，铁心中的磁感应强度为B=0.67T，试求：（1）若铁心材料为铸铁，所需的磁通势F和线圈中的电流I；（2）若铁心材料为铸钢时，重新计算F和I的大小。 （2）由B=0.67T，查铸钢磁化数据表可得H=554A/m 例 如图所示的一个由铸铁构成的均匀磁路，已知截面积S = 1cm2，磁路的平均长度l = 0.5m 。（1）若要在铁芯中产生0.75×10-4 Wb的磁通φ1，线圈匝数为5000，求线圈中电流I1，磁路的磁阻 （2）若线圈中电流I2为0.73A ，求铁芯中磁通φ2。 B H 0.75T 5000A/m 0.9T 7300A/m 铸铁的磁化数据： 解 （1）当φ1=0.75×10-4 Wb时： 由磁化数据得： H1 = 5000 A/m B2 = 0. 9T （2）当I2=0.73A时： φ2 = B2S = 0 .9×10-4 Wb 二、反面问题：已知磁通势F求磁通? 1. 均匀恒定磁通磁路 对于这类磁路，可根据公式得到；再查铁心材料的磁化曲线或磁化数据表得到对应的；最后根据公式，可以算出磁通。 2. 非均匀的恒定磁通磁路 这一类磁路，因为磁路的非线性，各段磁路的磁阻与磁通有关。要求出磁通，必须知道某段磁路的磁场强度，才能求出该段对应的磁感应强度，从而由得到磁通。若知道整个磁路的磁通势，在不知道磁路中的磁通以前，无法知道整个磁通势在各段磁路中如何分配，即不能把各段的磁压算出来，当然就不能算出该段对应的磁场强度。对于这类磁路的反面问题，一般采用试算法。 例 有一个均匀磁路如图，铁心由D21硅钢片叠装而成，叠装系数为K=0.9，线圈匝数为N=1000匝，其截面积S=5cm2，磁路平均长度为l=150cm。当线圈中电流I=2A时，试求（1）线圈中的磁通。（2）若已知磁路中的磁通势为1000A时，求磁路中的磁通。 解：（1）磁通势 铁心截面的有效面积 由F=HL得磁场强度 查D21硅钢片磁化数据表可得： 线圈中的磁通 （2）整个磁路分为铁心和气隙两段，各段磁路的平均长度为： 铁心： 气隙： 求得磁通的上限值： 第一次试算取一个小于上限值的磁通，若取?=1.2×10-4 Wb，按正面问题的求解方法求出对应的磁通势，再与给定值1000A比较，并修订磁通取值，再进行第二次试算，直到所得的磁通势与给定值接近为止。各次计算数据列表如下： 一、 电磁感应现象 1.线圈作切割磁力线运动 磁场不变，线圈切割磁力线，则线圈中会产生感应电动势，从而线圈中有电流流过。 7.6 交流铁心线圈 电磁感应结论 上述两个实验表明：只要导线或线圈切割磁力线，导线 或线圈交链的磁通就发生变化（包括方向、大小的变化）， 就会在导线或线圈中产生感应电动势，当感应电动势与外电 路相接，形成闭合回路时，回路中就有电流通过，这种现象 称为电磁感应。 2. 线圈不动，磁场运动，切割磁力线 线圈不动，磁铁运动，线圈也切割磁力线，产生感应电动势。 二、 法拉第电磁感应定律 当导体（或线圈）中的磁通发生改变时，导体（或线圈） 中就会产生感应电动势，感应电动势的大小与磁通的变化率 成正比。 单匝线圈： N匝线圈： 负号反