电工技术（西电第二版）第6章 磁路与变压器.pptVIP

第6章磁路与变压器;6.1磁路的根本知识

6.1.1磁场的根本物理量

1．磁感应强度B

磁感应强度是磁场的根本物理量，它是根据洛仑兹力来定义的，是一个矢量，用符号B来表示。

它与电流之间的方向关系可用右螺旋定那么来确定，其大小可用以下公式来衡量。

;2．磁通Φ

磁感应强度的通量称为磁通，是一个标量，用符号Φ来表示。如果磁场内各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。假设是均匀磁场，磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积S的乘积，称为通过这块面积的磁通。用数学式表示的磁通定义为;如果磁场是不均匀，那么磁通是磁感应强度的面积分。;3．磁导率μ

实验证明，自然界中大多数物质，如各种气体、非金属材料、铜、铝、高镍不锈钢等金属对磁场的影响都很小，与真空情况极为接近，这类物质统称为非磁性物质。由实验测定真空的磁导率为μ0＝4π×10－7H/m。还有一类物质如：铁、钴、镍、钇、镝及其合金，它们的导磁性能也远高于真空，这类物质统称为铁磁物质。非磁性物质也称非铁磁物质。;在描述物质的磁性能时，往往不直接用磁导率μ，而用μ与真空磁导率μ0的比值μr，μr被称为相对磁导率;我们用相对磁导率的大小来区分铁磁性和非铁磁性材料，其区分方式如下：;非铁磁材料的μr近似为1，铁磁材料的μr1，其值从几百到几万。铁的μr在200以上，硅钢片的μr可达10000以上。在制造电机、变压器等电气设备时，把线圈套在铁磁物质上，目的就是用同样的电流和同样匝数的线圈，得到尽可能强的的磁感应强度。;;4．磁场强度H

由于铁磁物质的磁导率不是常数，有关磁场的计算就比较复杂。为了简化计算，引入磁场强度这一辅助物理量。磁场强度只与产生磁场的电流以及这些电流的分布情况有关，而与磁介质的磁导率无关。磁场强度的单位是安/米〔A/m〕。磁场强度H的大小与磁感应强度B的大小之间的关系是;5．磁路

常见??几种电气设备的磁路如图6-1所示。磁路中的磁通可以由励磁线圈中的励磁电流产生，如图(a)、(b)，也可以由永久磁铁产生，如图(c)；磁路中可以有气隙，如图(b)、(c)，也可以没有气隙，如图(a)。;;6.1.2磁路欧姆定律

由铁磁材料制成的一个理想磁路〔不计漏磁〕如图6-2所示，当线圈通过电流I，在铁芯中就会有磁通Φ通过。;实验证明电流I所产生的磁通Φ与通电线圈匝数N、磁路截面积S、铁磁材料磁导率及磁路长度L有关：;6.1.3铁磁材料

自然界中有导磁性能好的材料，如表6-2列举的铁、镍、钴、硅钢等，也有导磁性能差的材料，如表6-2列举的水银、铜、银等。按导磁性能的好坏，大体上可将物质分为两类：磁性材料〔也称为铁磁材料〕和非磁性材料。;;1．高导磁性

在铁磁材料内部存在着一种自然磁性小区域，称为磁畴。在没有外磁场作用时，磁畴的方向是杂乱无章的，对外不呈现磁性，如图6-3〔a〕所示。

在一定强度外磁场的作用下，这些内部磁畴受到外磁场的作用力，其方向会趋向于规那么排列，磁畴规那么排列后，产生了附加磁场，极大增强了原来的磁场，这种现象称为铁磁材料的磁化，如图6-3〔b〕所示。;;非铁磁材料内部没有磁畴结构，因此导磁性能差。图

6-4〔a〕、〔b〕分别为铁磁材料和非铁磁材料的励磁曲线。图中横坐标为磁场强度或励磁电流，纵坐标为磁感应强度B或磁通Φ。;;2．磁饱和性

图6-4〔a〕所示的磁性材料励磁曲线，由于磁性物质的存在，B与H〔I〕不成正比，所以磁性物质的磁导率μ=B/H，不是一个常数，随H或I的变化而变化。

而图6-4〔b〕所示的非磁性材料励磁曲线：

〔1〕B〔Φ〕正比于H〔I〕，无磁饱和现象。

〔2〕μ=B/H为一常数，μ不随H〔I〕的变化而变化。;3．磁滞性

铁磁材料中，B的变化滞后于H的变化，或者说，磁通Φ滞后于励磁电流I的变化，被称为磁滞性。

(1〕当铁芯线圈通正向电流I时，铁芯受到磁化，励磁电流越大，励磁磁场就增大，如图6-5曲线的01段所示。;;〔2〕当逐渐减小励磁电流I(或外磁场H)，磁场B〔Φ