《邱關(guān)源電路附錄》PPT課件.ppt

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1、附錄A磁路和鐵心線圈首頁磁場和磁路A－1鐵磁物質(zhì)的磁化曲線A－2磁路的基本定律A－3恒定磁通磁路的計算A－4交變磁通磁路簡介A－5鐵心線圈A－6本章重點返回4.鐵磁物質(zhì)的特性重點：2.磁路的基本定律1.磁場和磁路的概念3.恒定磁通磁路的計算A.1磁場和磁路根據(jù)電磁場理論，磁場是由電流產(chǎn)生的，它與電流在空間的分布和周圍空間磁介質(zhì)的性質(zhì)密切相關(guān)。描述磁場的基本物理量是磁感應(yīng)強(qiáng)度B和磁場強(qiáng)度H。下頁上頁1.磁感應(yīng)強(qiáng)度B根據(jù)安培力定義B安培經(jīng)過大量的實驗確定了磁場對一個恒定電流元作用力的大小及方向：返回磁感應(yīng)強(qiáng)度或磁通密度?FBIdl定義T（Wb/m2）安培力1T=10

2、4（GS）根據(jù)洛侖茲力定義B電流是電荷以某一速度運(yùn)動形成的，所以磁場對電流的作用可以看作是對運(yùn)動電荷的作用。下頁上頁返回?dFBv洛侖茲力定義3.磁通連續(xù)性原理定義穿過磁場中給定曲面S的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的通量為磁通：Wb(韋伯)下頁上頁返回若S面為閉合曲面磁通連續(xù)性原理注意磁通?是標(biāo)量。磁通連續(xù)性原理表明磁力線是無頭無尾的閉合曲線，這一性質(zhì)是建立在自然界不存在磁荷的基礎(chǔ)上。Wb(韋伯)下頁上頁返回幾乎所有的氣體、液體和固體，不論其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如何，放入磁場中都會對磁場產(chǎn)生影響，表明所有的物質(zhì)都有磁性，但大部分媒質(zhì)的磁性較弱，只有鐵磁物體才有較強(qiáng)的磁性。4.磁場強(qiáng)度H引入

3、磁場中感受輕微推斥力的物質(zhì)。所有的有機(jī)化合物和大部分無機(jī)化合物是抗磁體?？勾朋w引入磁場中感受輕微吸引力拉向強(qiáng)磁場的物質(zhì)。鋁和銅等金屬是順磁體。順磁體下頁上頁返回鐵磁體引入磁場中感受到強(qiáng)吸引力的物質(zhì)（所受磁力是順磁物質(zhì)的5000倍）。鐵和磁鐵礦等是鐵磁體。定義：磁場強(qiáng)度A/m考慮媒質(zhì)的磁化，引入磁場強(qiáng)度H磁化強(qiáng)度對于線性均勻各向同性的磁介質(zhì)磁化率相對磁導(dǎo)率下頁上頁返回注意式中?0為真空中的磁導(dǎo)率，它與真空電容率和真空中光速滿足關(guān)系：順磁體和抗磁體的磁導(dǎo)率可近似為?0。鐵磁體的磁導(dǎo)率是?0的103-104倍，且不是常量。5.安培環(huán)路定律在磁場中，對H的任意閉合線積分

4、等于穿過閉合路徑所界定面的傳導(dǎo)電流的代數(shù)和：下頁上頁返回注意磁通勢定律中電流i的正負(fù)取決于電流的方向與積分回路的繞行方向是否符合右螺旋關(guān)系，符合時為正，否則為負(fù)。下頁上頁返回6.磁路的基本概念由于鐵磁材料的高磁導(dǎo)率，鐵芯有使磁感應(yīng)通量集中到自己內(nèi)部的作用。工程上把由磁性材料組成的、（可包括氣隙），能使磁力線集中通過的整體，稱為磁路。磁路特點鐵心中的磁場比周圍空氣中的磁場強(qiáng)得多；在限定的區(qū)域內(nèi)利用較小的電流獲得較強(qiáng)的磁場;主磁通遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于漏磁通；下頁上頁返回空心線圈磁場分布鐵心線圈磁場分布下頁上頁返回半封閉鐵心線圈磁場分布全封閉鐵心線圈磁場分布下頁上頁返回全封閉鐵心

5、線圈空間的少量漏磁下頁上頁返回(a)變壓器(b)接觸器(c)繼電器(d)四極電機(jī)(e)永磁式電磁儀表幾種常見的磁路下頁上頁返回A.2鐵磁物質(zhì)的磁化曲線1.鐵磁質(zhì)的磁特性用B—H曲線來描述磁滯曲線下頁上頁返回磁滯回線剩磁Br鐵磁質(zhì)反復(fù)磁化時的B-H曲線，通常通過實驗的方法獲得。矯頑力HC去掉磁化場后，鐵磁質(zhì)還保留的剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度。使鐵磁質(zhì)完全退磁所需的反向磁場?；敬呕€許多不飽和磁滯回線的正頂點的連線。下頁上頁返回注意磁化曲線與溫度有關(guān)，磁導(dǎo)率?一般隨溫度的升高而下降，高于某一溫度時（居里點）可能完全失去磁性材料的磁性；磁導(dǎo)率?隨H變化，B與H為非線性關(guān)系。?

6、下頁上頁返回2.鐵磁質(zhì)的分類軟磁材料磁滯回線較窄，?大，HC、Br小，斷電后能立即消磁。如硅鋼、矽鋼等。磁損小，用于電機(jī)、變壓器、整流器、繼電器等電磁設(shè)備的鐵芯。硬磁材料磁滯回線較寬，?小，HC、Br大，充磁后剩磁大。如鐵氧體、釹鐵硼。用于永磁電機(jī)、電表、電扇，電腦存貯器等器件中的永磁體。下頁上頁返回A.3磁路的基本定律磁路定律是磁場的磁通連續(xù)性原理和安培環(huán)路定律的具體應(yīng)用，把其寫成與電路定理相似的形式，從而可以借用有關(guān)電路的一些概念和分析問題的方法。分析的假設(shè)條件漏磁很小，只考慮主磁通；因此，應(yīng)用磁路定理計算實際只是一種估算。鐵心中的磁通平行磁路中心線且均勻分

7、布。下頁上頁返回1.磁路的基爾霍夫第一定律磁通連續(xù)性原理穿過磁路中不同截面結(jié)合處的磁通的代數(shù)和等于零。該定律形式上類似于電路中的KCL。下頁上頁返回注意磁通的參考方向2.磁路的基爾霍夫第二定律安培環(huán)路定律磁路中由磁路段的中心線組成的環(huán)路上各磁路段的Hl的代數(shù)和等于中心線（環(huán)路）交鏈的磁通勢的代數(shù)和。此定律形式上類似于電路中的KVL。下頁上頁返回當(dāng)磁通參考方向與電流方向呈右螺旋關(guān)系，i取正，否則取負(fù)。注意下頁上頁返回磁勢磁阻3.磁阻的概念磁壓注意磁阻類似于電路中的非線性電阻。上式表示的磁阻是靜態(tài)磁阻，由于?不是常數(shù)，直接計算磁阻不很方便。下頁上頁返回4.磁路與電路

8、對比磁壓Um=?Rm磁勢