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1、第6章磁路與鐵心線圈電路6.2交流鐵心線圈電路6.3變壓器*6.4電磁鐵6.1磁路及其分析方法7/24/202112.了解變壓器的基本結(jié)構(gòu)、工作原理，理解變壓器額定值的意義；3.掌握變壓器電壓、電流和阻抗變換作用；本章要求：第6章磁路與鐵心線圈電路*4.了解電磁鐵的基本工作原理及其應(yīng)用知識(shí)。1.理解磁場(chǎng)的基本物理量的意義，了解磁性材料的基本知識(shí)及磁路的基本定律，會(huì)分析計(jì)算交流鐵心線圈電路；7/24/20212在很多電工設(shè)備（像變壓器、電機(jī)、電磁鐵電工測(cè)量儀器等）中，不僅有電路的問題，同時(shí)還有磁路的問題。只有同時(shí)掌握了電路和磁路的基本理論，才能對(duì)以上電工
2、設(shè)備進(jìn)行全面分析。本章結(jié)合磁路和鐵心線圈電路的分析，討論變壓器的工作原理，作為應(yīng)用實(shí)例。磁路和電路往往是相關(guān)的，因此在這里要研究磁路和電路的關(guān)系以及磁和電的關(guān)系。在電機(jī)、變壓器及各種鐵磁元件中常用磁性材料做成一定形狀的鐵心。鐵心的磁導(dǎo)率比周圍空氣或其它物質(zhì)的磁導(dǎo)率高的多，磁通的絕大部分經(jīng)過鐵心形成閉合通路，磁通的閉合路徑稱為磁路。6.1磁路及其分析方法7/24/20213直流電機(jī)的磁路交流接觸器的磁路_+NSNSIf四極直流電機(jī)和交流接觸器的磁路6.1磁路及其分析方法7/24/202146.1.1磁場(chǎng)的基本物理量1.磁感應(yīng)強(qiáng)度表示磁場(chǎng)內(nèi)某點(diǎn)磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方
3、向的物理量。磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小與電流的方向之間符合右手螺旋定則。磁感應(yīng)強(qiáng)度B的單位:特斯拉(T)，1T=1Wb/m2均勻磁場(chǎng):各點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同的 磁場(chǎng)，也稱勻強(qiáng)磁場(chǎng)。磁感應(yīng)強(qiáng)度B的定義磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向7/24/202152.磁通磁通?：表示磁場(chǎng)內(nèi)某截面磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量。大小等于穿過垂直于B方向的面積S中的磁力線總數(shù)。說明:如果不是均勻磁場(chǎng)，則取B的平均值。在均勻磁場(chǎng)中?=BS或B=?/S磁感應(yīng)強(qiáng)度B在數(shù)值上可以看成為與磁場(chǎng)方向垂直的單位面積所通過的磁通,故又稱磁通密度。磁通?的單位:韋[伯](Wb)1Wb=1T·m23.磁場(chǎng)強(qiáng)度磁場(chǎng)強(qiáng)
4、度H：是計(jì)算磁場(chǎng)時(shí)所引用的一個(gè)物理量，也是矢量，通過它來確定磁場(chǎng)與電流之間的關(guān)系。磁場(chǎng)強(qiáng)度H的單位：安培/米（A/m)7/24/20216任意選定一個(gè)閉合回線的圍繞方向，凡是電流方向與閉合回線圍繞方向之間符合右螺旋定則的電流作為正、反之為負(fù)。式中：是磁場(chǎng)強(qiáng)度矢量沿任意閉合線(常取磁通作為閉合回線)的線積分；?I是穿過閉合回線所圍面積的電流的代數(shù)和。安培環(huán)路定律電流正負(fù)的規(guī)定：安培環(huán)路定律（全電流定律）I1HI2所以安培環(huán)路定律將電流與磁場(chǎng)強(qiáng)度聯(lián)系起來。在均勻磁場(chǎng)中Hl=IN7/24/20217由實(shí)驗(yàn)可測(cè)得：真空的磁導(dǎo)率為：4.磁導(dǎo)率表示磁場(chǎng)媒質(zhì)磁性的物
5、理量，衡量物質(zhì)的導(dǎo)磁能力。它與磁場(chǎng)強(qiáng)度的乘積就等于磁感應(yīng)強(qiáng)度，即：磁導(dǎo)率?的單位：亨/米（H/m）它是一個(gè)常數(shù)，將其它物質(zhì)的磁導(dǎo)率和它比較很方便。磁導(dǎo)率?的定義：7/24/20218任一種物質(zhì)的磁導(dǎo)率?和真空的磁導(dǎo)率?0的比值。也即當(dāng)磁場(chǎng)媒質(zhì)是某種物質(zhì)時(shí)某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與在同樣電流下真空時(shí)該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0之比的倍數(shù)。自然界的所有物質(zhì)按磁導(dǎo)率的大小，大體上可分為磁性材料和非磁性材料。相對(duì)磁導(dǎo)率?r：7/24/202196.1.2磁性材料的磁性能1.高導(dǎo)磁性磁性材料的磁導(dǎo)率通常都很高，即?r??1(如坡莫合金，其?r可達(dá)2?105)。磁性材料能被強(qiáng)烈
6、的磁化，具有很高的導(dǎo)磁性能。磁性材料主要指鐵、鎳、鈷及其合金等。磁性物質(zhì)的高導(dǎo)磁性被廣泛地應(yīng)用于電工設(shè)備中，如電機(jī)、變壓器及各種鐵磁元件的線圈中都放有鐵心。在這種具有鐵心的線圈中通入不太大的勵(lì)磁電流，便可以產(chǎn)生較大的磁通和磁感應(yīng)強(qiáng)度。7/24/202110磁性物質(zhì)由于磁化所產(chǎn)生的磁化磁場(chǎng)不會(huì)隨著外磁場(chǎng)的增強(qiáng)而無限的增強(qiáng)。2.磁飽和性BJ磁場(chǎng)內(nèi)磁性物質(zhì)的磁化磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度曲線；B0磁場(chǎng)內(nèi)不存在磁性物質(zhì)時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度直線；BBJ曲線和B0直線的縱坐標(biāo)相加即磁場(chǎng)的B-H磁化曲線。OHBB0BJB?a?b磁化曲線當(dāng)外磁場(chǎng)增大到一定程度時(shí)，磁性物質(zhì)的全部磁疇的
7、磁場(chǎng)方向都轉(zhuǎn)向與外部磁場(chǎng)方向一致，磁化磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度將趨向某一定值。如圖。7/24/202111B-H磁化曲線的特征：Oa段：B與H幾乎成正比地增加；ab段：B的增加緩慢下來；b點(diǎn)以后：B增加很少，達(dá)到飽和。OHBB0BJB?a?b有磁性物質(zhì)存在時(shí)，B(?)與H（I）不成正比，磁性物質(zhì)的磁導(dǎo)率?不是常數(shù)，隨H而變。磁性物質(zhì)的磁化曲線在磁路計(jì)算上極為重要，實(shí)際中通過實(shí)驗(yàn)得出。OHB,?B?磁化曲線B和?與H的關(guān)系7/24/202112幾種常見磁性物質(zhì)的磁化曲線a鑄鐵b鑄鋼c硅鋼片O0.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0?103H/
8、(A/m)H/(A/m)12345678910?103B/T1.81.61.41.21.00.
