第九章磁路与铁芯线圈电路
第九章 磁路与铁芯线圈电路
第九章磁路与铁芯线圈电路 §9-1.磁场的基本物理量 §9-2.磁路的基本概念和其基本规律 §9-3.线性磁路的计篁算. §9-4.铁磁物质的磁特性 ·§9-5交流铁心线圈电路
第九章 磁路与铁芯线圈电路 • §9-1. 磁场的基本物理量 • §9-3. 线性磁路的计算. • §9-2. 磁路的基本概念和其基本规律 • §9-4. 铁磁物质的磁特性 • § 9-5交流铁心线圈电路
本章将介绍与磁路有关的电路问题 在电工技术中不仅要讨论电路问题,还将讨论磁路 问题。因为很多电工设备与电路和磁路都有关系, 如电动机、变压器、电磁铁及电工测量仪表等。 磁路问题与磁场有关,与磁介质有关,但磁场往往 与电流相关联,所以本章将研究磁路和电路的关系 及磁和电的关系。 本章讨论对象将以变压器和电磁铁为主,重点研究 其电磁特性,为以后研究电动机的基本特性作基础
本章将介绍与磁路有关的电路问题。 • 在电工技术中不仅要讨论电路问题，还将讨论磁路 问题。因为很多电工设备与电路和磁路都有关系， 如电动机、变压器、电磁铁及电工测量仪表等。 • 磁路问题与磁场有关，与磁介质有关，但磁场往往 与电流相关联，所以本章将研究磁路和电路的关系 及磁和电的关系。 • 本章讨论对象将以变压器和电磁铁为主，重点研究 其电磁特性，为以后研究电动机的基本特性作基础
§9-1.磁场的基本物理量 对磁场特性的描述,已在大学物理中进行了详尽 的讨论。这里将对几个基本物理量做以下复述 磁感应强度 磁感应强度B是表示磁场空间某点的磁场强弱和 方向的物理量。它是矢量。磁场对电流(或运动电荷) 有作用,而电流(或运动电荷)也将产生磁场。 电流(或运动电荷)+磁场电流(或运动电荷)
§9-1. 磁场的基本物理量 • 对磁场特性的描述，已在大学物理中进行了详尽 的讨论。这里将对几个基本物理量做以下复述。 一、磁感应强度 磁感应强度 B 是表示磁场空间某点的磁场强弱和 方向的物理量。它是矢量。磁场对电流(或运动电荷) 有作用，而电流(或运动电荷)也将产生磁场。 电流(或运动电荷) 磁场 电流(或运动电荷)
磁感应强度B的大小及方向: 电流强度为Ⅰ长度为l的电流元,在磁场中将受 到磁力的作用。实验发现,力的大小不仅与电流 元的大小有关,还与其方向有关 当l的方向与B的方向垂直时电流元受力为最大 F=Fmax,此时规定,磁场的大小 B=-mB的单位为特斯拉(T) 磁场的方向,由Ⅰl、B和F三个矢量成右旋系的 的关系来定义
磁感应强度 B 的大小及方向： 电流强度为 I 长度为 l 的电流元，在磁场中将受 到磁力的作用。实验发现，力的大小不仅与电流 元 I·l 的大小有关，还与其方向有关。 I l F B = max 当 l 的方向与 B 的方向垂直时电流元受力为最大 F = F max ，此时规定，磁场的大小 磁场的方向，由 I l B F 三个矢量成右旋系的 、 和 的关系来定义。 B 的单位为特斯拉(T)
当然,对磁感应强度的定义也可从运动电荷的角 度进行定义 1l=9.1=gy B max At q F max 同理,、B和F三个矢量也构成右旋系关系。 如洛仑兹力公式所表示F=g×B
当然，对磁感应强度的定义也可从运动电荷的角 度进行定义。 l q v t q I l = = q v F B = max B Fmax B S N l I B l I F 同理， v B F 、 和 三个矢量也构成右旋系关系。 如洛仑兹力公式所表示 F qv B =
二、磁通 磁感应强度B在面积S上的通量积分称为磁通 Φ=∫Bd S 如果是均匀磁场,即磁场内各点磁感应强度的 大小和方向均相同,且与面积S垂直,则该面 积上的磁通为 ① Φ=BS或B 故又可称磁感应强度的数值为磁通密度
二、磁通 • 磁感应强度 B 在面积 S 上的通量积分称为磁通 = S B dS 如果是均匀磁场，即磁场内各点磁感应强度的 大小和方向均相同，且与面积 S 垂直，则该面 积上的磁通为 = BS 或 S B = 故又可称磁感应强度的数值为磁通密度
如果用磁力线描述磁场,磁力线的密度就反映了磁 场的大小 通过某一面积的磁力线总数应表示通过该面积的磁 通的大小 由于磁通的连续性,磁力线是闭合的空间曲线 磁通的单位是韦伯(Wb),在工程中常用电磁制单位 麦克斯韦(Mx),两者关系为 1=108c 根据电磁感应公式 N dt 磁通的单位为伏秒(Vs),由此,磁感应强度的单 位也可表示为韦伯每平方米(Wb/m2)
• 如果用磁力线描述磁场，磁力线的密度就反映了磁 场的大小。 • 通过某一面积的磁力线总数应表示通过该面积的磁 通的大小。 • 由于磁通的连续性，磁力线是闭合的空间曲线。 磁通的单位是韦伯 (Wb)，在工程中常用电磁制单位 麦克斯韦 (Mx)，两者关系为 Wb Mx 8 1 =10 根据电磁感应公式 磁通的单位为伏·秒 (V·s)，由此，磁感应强度的单 位也可表示为韦伯每平方米 (Wb/m2)。 dt d e N = −
三、磁场强度 磁场强度H是计算磁场时常用的物理量,也是 矢量。它与磁感应强度矢量的关系为 H=B/u 工程上常根据安培环路定律来确定磁场与电流 的关系 H·l=∑r 上式左侧为磁场强度矢量沿闭合回线的线积分;右 侧是穿过由闭合回线所围面积的电流的代数和。 电流的符号规定为:闭合回线的围绕方向与电流成 右旋系时为正,反之为负
三、磁场强度 • 磁场强度 H 是计算磁场时常用的物理量，也是 矢量。它与磁感应强度矢量的关系为 H B/ = 工程上常根据安培环路定律来确定磁场与电流 的关系 H dl I l = 上式左侧为磁场强度矢量沿闭合回线的线积分；右 侧是穿过由闭合回线所围面积的电流的代数和。 电流的符号规定为：闭合回线的围绕方向与电流成 右旋系时为正，反之为负
以环形线圈为例,计算线圈内的磁场强度 线圈内为均匀媒质,取磁力线 作为闭合回线,且以磁场强度 的方向为回线的绕行方向。于 是 H h dI-H.L-2xxH o 1而∑I=IN S IN N H 2πr 其中N为线圈的匝数;Hx是半径为x处的磁场强度 乘积IN是产生磁通的原因,称为磁动势,用F表示。 F=IN单位是安培
以环形线圈为例，计算线圈内的磁场强度。 x I S Hx 线圈内为均匀媒质，取磁力线 作为闭合回线，且以磁场强度 的方向为回线的绕行方向。于 是 x x x l H dl = H l = x H 2 而 I = IN x x l IN x IN H = = 2 其中N 为线圈的匝数；Hx 是半径为 x 处的磁场强度 。 乘积 I N 是产生磁通的原因，称为磁动势，用F 表示。 F = IN 单位是安培