文档介绍：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。
第8章磁路与铁心线圈
(1),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()和无分支磁路()。在无分支磁路中,通过每一个横截面的磁通都相等。变压器、。
第8章磁路与铁心线圈
(1)磁路欧姆定律
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)。
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
φ
I
N
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
第8章磁路与铁心线圈
(2)全电流定律
根据磁路欧姆定律:
, , 代入上式得:
即
又因为,所以:
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:
第8章磁路与铁心线圈
(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。
即
I
φ1
φ3
φ2
有分支磁路
第8章磁路与铁心线圈
(4)基尔霍夫磁位差定律
分段计算:
: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
推广到任意磁路中有
若将磁通势表示为磁位降(磁位差)方向,也可写成
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
变压器
铁磁性物质的磁化
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
第8章磁路与铁心线圈
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
第8章磁路与铁心线圈
磁化过程
第8章磁路与铁心线圈