第8章磁路与铁心线圈 ··::°······:·:·····:·:···············。·:··。 学习目标与要求: (1)了解磁路的概念; (2)了解磁路欧姆定律、磁路KCL、KⅥL (3)了解起始磁化曲线、磁滞回线、基本磁化曲线; (4)了解正弦电压作用下电压与频率、磁通的关系,正弦电压 作用下磁通和电流的波形,正弦电流作用下磁通与电压的波形,磁 滞损耗、涡流损耗、铁心损耗的概念。 (5)了解变压器的变压比、变流比,及变压器阻抗变换的意义。 第8章磁路与铁心线圈 湖南道职业技水学
第8章 磁路与铁心线圈 第8章 磁路与铁心线圈 学习目标与要求： （1）了解磁路的概念； （2）了解磁路欧姆定律、磁路KCL、KVL； （3）了解起始磁化曲线、磁滞回线、基本磁化曲线； （4）了解正弦电压作用下电压与频率、磁通的关系，正弦电压 作用下磁通和电流的波形，正弦电流作用下磁通与电压的波形，磁 滞损耗、涡流损耗、铁心损耗的概念。 （5）了解变压器的变压比、变流比，及变压器阻抗变换的意义
8.1磁路及磁路基本定律 ··:·····:·····:°···°·°·····°··············。 1.磁路的概念 (1)主磁通在图8.1中,当线圈中通以电流后,沿铁心、衔铁和工作气隙构成回路 的这部分磁通称为主磁通,占总磁通的绝大部分。 (2)漏磁通指没有经过工作气隙和衔铁,而经空气自成回路的这部分磁通称为漏磁通。 (3)磁路磁通经过的闭合路径称为磁路。磁路也像电路一样,分为有分支磁路(如图 8.2所示)和无分支磁路(如图8.1示)。在无分支磁路中,通过每一个横截面的磁通 都相等。变压器、直流电机及电器铁心构成的磁路如图8.3所示。 变压器铁心 直流电机铁心 电器铁心 第8章 图8.3铁心构成的磁路 V南职业故水学
第8章 磁路与铁心线圈 8．1磁路及磁路基本定律 （1）主磁通 在图8．1中，当线圈中通以电流后，沿铁心、衔铁和工作气隙构成回路 的这部分磁通称为主磁通，占总磁通的绝大部分。 （2）漏磁通 指没有经过工作气隙和衔铁，而经空气自成回路的这部分磁通称为漏磁通。 （3）磁路 磁通经过的闭合路径称为磁路。磁路也像电路一样，分为有分支磁路（如图 8．2所示）和无分支磁路（如图8．1示）。在无分支磁路中，通过每一个横截面的磁通 都相等。变压器、直流电机及电器铁心构成的磁路如图8．3所示。 1．磁路的概念
8.1磁路及磁路基本定律 ··:·····:·····:°···°·°·····°··············。 2.磁路中的基本定律 (1)磁路欧姆定律 ￠NIF RR 式中 Φ:为磁通(对应于电流),单位韦伯(Wb) F=M:为磁通势(对应于电动势),单位安(A); Rn:磁阻(对应于电阻),单位(享)-1(1/H) R 式中:1、μ、A分别为磁路长度、磁路截面积及铁磁材料的磁导率。 第8章磁路与铁心线圈 湖南道职业技水学
第8章 磁路与铁心线圈 2．磁路中的基本定律 8．1磁路及磁路基本定律 （1）磁路欧姆定律 m Rm F R NI Φ＝ = 式中， Φ：为磁通（对应于电流），单位韦伯（Wb）； F=NI：为磁通势（对应于电动势），单位安（A）； Rm：磁阻（对应于电阻），单位（亨）-1（1/H）。 A l R m = 式中：l、μ、A 分别为磁路长度、磁路截面积及铁磁材料的磁导率。 l I φ N
8.1磁路及磁路基本定律 ··:·····:·····:°···°·°·····°··············。 磁路与电路的对应关系 电路 磁路 电流 磁通 电阻 R=P 磁阻 R A4 电阻率 磁导率 电动势 E 磁通率 F=N 电路欧姆定律 E 磁路欧姆定律 F R 第8章磁路与铁心线圈 湖南道职业技水学
第8章 磁路与铁心线圈 磁路与电路的对应关系 电路 磁路 电流 I 磁通 电阻 磁阻 电阻率 磁导率 电动势 E 磁通率 电路欧姆定律 磁路欧姆定律 A l R = R E I = Φ A l R m = F = NI Rm F Φ = 8．1磁路及磁路基本定律
8.1磁路及磁路基本定律 ···········:················。·····:····°·°·····。 (2)全电流定律 根据磁路欧姆定律: d=ABR=F=M代入上式得:B1=NI_N 即 B=u NI 又因为B=HH,所以:H 或 表明,磁路中磁场强度H与磁路的平均长度l的乘积,在数值上等于 磁场的磁通势,称为全电流定律 磁场强度H与磁路平均长l的乘积,又称磁位差,用符号Um表示: U=lH 第8章磁路与铁心线圈 阙南铁道职业技本学院
第8章 磁路与铁心线圈 （2）全电流定律 根据磁路欧姆定律： Rm F Φ = Φ＝AB A l R m = F = NI , , 代入上式得 ： l ANI A l NI BA = = l NI 即 B = 又因为 B = H ，所以： l NI H = 或 NI = lH 表明，磁路中磁场强度H与磁路的平均长度l 的乘积，在数值上等于 磁场的磁通势，称为全电流定律。 磁场强度 H与磁路平均长 l 的乘积，又称磁位差，用符号Um表示： Um = lH 8．1磁路及磁路基本定律
8.1磁路及磁路基本定律 ··:·····:·····:°···°·°·····°··············。 (3)基尔霍夫磁通定律 任取一闭合面,根据磁通连续性原理, 进入闭合面的磁通,必等于流出闭合面的 磁通,即穿过闭合面的磁通的代数和为零, 此称基尔霍夫磁通定律。 Φ2十1十φ,=0 有分支磁路 即∑=0 第8章磁路与铁心线圈 湖南道职业技水学
第8章 磁路与铁心线圈 （3）基尔霍夫磁通定律 8．1磁路及磁路基本定律 任取一闭合面，根据磁通连续性原理， 进入闭合面的磁通，必等于流出闭合面的 磁通，即穿过闭合面的磁通的代数和为零， 此称基尔霍夫磁通定律。 －Φ3＋Φ1＋Φ2 ＝0 即 Φ＝0 I φ1 φ3 φ2 有分支磁路
8.1磁路及磁路基本定律 ··:·····:·····:°···°·°·····°··············。 (4)基尔霍夫磁位差定律 分段计算 A 图8.4所示磁路可分为三段:上面为形、下段 A 为空气隙。设其截面及长度分别为A1、A2、 l1、l2,气隙长度为l3。 根据全电流定律M=1H1+l2H2+l3H3 图8.4基尔霍夫磁位差定律 推广到任意磁路中有∑N=∑H 若将磁通势表示为磁位降(磁位差)方向,也可写成 ∑M=∑H=∑Um=0 当励磁电流为直流时,磁路中产生恒定磁通,此磁路称为恒定磁通磁路,当励磁电流为交 流时,产生交变磁通,此称为交变磁通磁路。 第8章磁路与铁心线圈 阙南铁道职业技本学院
第8章 磁路与铁心线圈 （4）基尔霍夫磁位差定律 8．1磁路及磁路基本定律 分段计算： 图8．4所示磁路可分为三段：上面为I形、下段 为空气隙。设其截面及长度分别为 A1 、 A2 、 l1 、 l2，气隙长度为 l3。 根据全电流定律 1 1 2 2 3H3 NI = l H + l H ＋l 推广到任意磁路中有 NI =lH 若将磁通势表示为磁位降（磁位差）方向，也可写成 NI =lH＝Um = 0 当励磁电流为直流时，磁路中产生恒定磁通，此磁路称为恒定磁通磁路，当励磁电流为交 流时，产生交变磁通，此称为交变磁通磁路
8.2铁磁性物质的磁化 ··:·····:·····:°···°·°····················。 案例8.1变压器中有硅钢片叠成的铁心,电机的绕组是嵌放在由硅钢片叠成的铁心 槽内。在第3章中我们已经介绍,硅钢片是髙导磁率(磁阻低)的铁磁性材料,能使 磁通绝大部分通过由硅钢片叠成的铁心而形成闭合回路。铁磁性物质是如何被磁化? 还具有哪些特性? 45 3 16槽均布 电机 ④132$ 30.7±0.0 第8章磁路与铁心线圈 湖南道职业技水学
第8章 磁路与铁心线圈 变压器 8．2 铁磁性物质的磁化 案例8．1 变压器中有硅钢片叠成的铁心，电机的绕组是嵌放在由硅钢片叠成的铁心 槽内。在第3章中我们已经介绍，硅钢片是高导磁率（磁阻低）的铁磁性材料，能使 磁通绝大部分通过由硅钢片叠成的铁心而形成闭合回路。铁磁性物质是如何被磁化？ 还具有哪些特性？ 电机
8.2铁磁性物质的磁化 ···········:······°·········。·······°······· 1.铁磁性物质的磁化 磁畴:磁性小区域所,每一个磁畴相当于 个小磁铁。 磁畴排列无序 磁畴排列有序 铁磁性物质被磁化的性能,广泛地应用于 区 电子和电气设备中。例如,变压器、继电器 (a)无外磁场作用b)有外磁场作用 电机等,采用相对磁导率高的铁磁性物质作为 图85磁畴取向示意图动画 绕组的铁心,可使同样容量的变压器、继电器 和电机的体积大大缩小,重量大大减轻;半导 体收音机的天线线圈绕在铁氧体磁棒上,可以 提高收音机的灵敏度。 铁氧体磁棒 第8章磁路与铁心线圈 铁心 湖南道职业技水学
第8章 磁路与铁心线圈 1．铁磁性物质的磁化 8．2 铁磁性物质的磁化 磁畴：磁性小区域所，每一个磁畴相当于一 个小磁铁。 铁磁性物质被磁化的性能，广泛地应用于 电子和电气设备中。例如，变压器、继电器、 电机等，采用相对磁导率高的铁磁性物质作为 绕组的铁心，可使同样容量的变压器、继电器 和电机的体积大大缩小，重量大大减轻；半导 体收音机的天线线圈绕在铁氧体磁棒上，可以 提高收音机的灵敏度。 铁心 铁氧体磁棒 动画
磁化过程 ·····°········:·:::·:······················。。 外加 播放 第8章磁路与铁心线圈 阙南铁道职业技本学院
第8章 磁路与铁心线圈 磁化过程