文档介绍：第6章磁路与铁心线圈电路
交流铁心线圈电路
磁路及其分析方法
变压器
电磁铁
2. 了解变压器的基本结构、工作原理、运行特性和绕组的同极性端,理解变压器额定值的意义;
3. 掌握变压器电压、电流和阻抗变换作用;
;
本章要求:
第6章磁路与铁心线圈电路
5. 了解电磁铁的基本工作原理及其应用知识。
1. 理解磁场的基本物理量的意义,了解磁性材料的基本知识及磁路的基本定律,会分析计算交流铁心线圈电路;
磁路的分析方法及其分析方法
一. 磁路的概念
在电机、变压器及各种铁磁元件中常用磁性材料做成一定形状的铁心。铁心的磁导率比周围空气或其它物质的磁导率高的多,磁通的绝大部分经过铁心形成闭合通路,磁通的闭合路径称为磁路。
+
–
N
If
N
S
S
直流电机的磁路
交流接触器的磁路
1. 磁感应强度
磁感应强度B : 表示磁场内某点磁场强弱和方向的物理量。
磁感应强度B的方向: 与电流的方向之间符合右手螺旋定则。
磁感应强度B的单位: 特斯拉(T),1T = 1Wb/m2
均匀磁场: 各点磁感应强度大小相等,方向相同的 磁场,也称匀强磁场。
二磁场的基本物理量
2. 磁通
磁通:穿过垂直于B方向的面积S中的磁力线总数。
说明: 如果不是均匀磁场,则取B的平均值。
在均匀磁场中= B S 或 B= /S
磁通的单位:韦[伯](Wb) 1Wb =1V·s
3. 磁场强度
磁场强度H :介质中某点的磁感应强度 B 与介质
磁导率之比。
磁场强度H的单位:安培/米(A/m)
磁场内某点的磁场强度 H 只与电流大小、线圈匝数、以及该点的几何位置有关,与磁场媒质的磁性() 无关;而磁感应强度 B 与磁场媒质的磁性有关。
真空的磁导率为常数,用 0表示,有:
4. 磁导率
磁导率:表示磁场媒质磁性的物理量,衡量物质
的导磁能力。
相对磁导率 r:
任一种物质的磁导率和真空的磁导率0的比值。
磁导率的单位:亨/米(H/m)
三物质的磁性
1. 非磁性物质
非磁性物质分子电流的磁场方向杂乱无章,几乎不受外磁场的影响而互相抵消,不具有磁化特性。
非磁性材料的磁导率都是常数,有:
所以磁通与产生此磁通的电流 I 成正比,呈线性关系。
当磁场媒质是非磁性材料时,有:
即 B与 H 成正比,呈线性关系。
由于
O
H
B
0 r 1
B = 0 H
()
( I )
2. 磁性物质
磁性物质内部形成许多小区域,其分子间存在的一种特殊的作用力使每一区域内的分子磁场排列整齐,显示磁性,称这些小区域为磁畴。
在外磁场作用下,磁畴方向发生变化,使之与外磁场方向趋于一致,物质整体显示出磁性来,称为磁化。即磁性物质能被磁化。
磁
畴
外
磁
场
在没有外磁场作用的普通磁性物质中,各个磁畴排列杂乱无章,磁场互相抵消,整体对外不显磁性。
磁
畴
四磁性材料的磁性能
1. 高导磁性
磁性材料的磁导率通常都很高,即r 1 (如坡莫合金,其r 可达 2105 ) 。
磁性材料能被强烈的磁化,具有很高的导磁性能。
磁性材料主要指铁、镍、钴及其合金等。
磁性物质的高导磁性被广泛地应用于电工设备中,如电机、变压器及各种铁磁元件的线圈中都放有铁心。
磁性物质的高导磁性被广泛地应用于电工设备中,如电机、变压器及各种铁磁元件的线圈中都放有铁心。在这种具有铁心的线圈中通入不太大的励磁电流,便可以产生较大的磁通和磁感应强度。
磁性物质由于磁化所产生的磁化磁场不会随着外磁场的增强而无限的增强。
2. 磁饱和性
BJ 磁场内磁性物质的磁化磁场
的磁感应强度曲线;
B0 磁场内不存在磁性物质时的
磁感应强度直线;
B BJ曲线和B0直线的纵坐标相
加即磁场的 B-H 磁化曲线。
O
H
B
B0
BJ
B
•
a
•
b
磁化曲线
磁性物质由于磁化所产生的磁化磁场不会随着外磁场的增强而无限的增强。当外磁场增大到一定程度时,磁性物质的全部磁畴的磁场方向都转向与外部磁场方向一致,磁化磁场的磁感应强度将趋向某一定值。如图。