文档介绍：第六章磁路与铁心线圈电路
变压器
电磁铁
磁路及其分析方法
交流铁心线圈电路
磁路及其分析方法
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。
磁性材料的磁导率比周围空气或其它物质的磁导率高的多。一般由磁性材料做成一定形状的铁心。
1、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。
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。
磁场的基本物理量
2、磁通(磁通密度):
穿过垂直于B 方向的面积S 的磁力线总数。
在均匀磁场中= B S 或 B= /S
磁通的单位:韦[伯](Wb) 1Wb =1V·s 伏秒
3、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)
电磁感应定律:
线圈中通有电流 I ,则产生磁场 H
4、磁导率
表示磁场媒质磁性的物理量,衡量物质的导磁能力。
真空的磁导率为常数,用 0表示,有:
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)
磁性材料的磁性能
1、高导磁性
磁性材料的磁导率很高,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。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。
磁性物质放在外磁场H中被磁化,磁感应强度B增强。当外磁场增大到一定程度时,磁化磁场的磁感应强度将趋向某一定值,趋于饱和,如图。
对于磁性物质,B 与 H不成正比,磁性物质的磁导率不是常数,随H而变。
O
H
B,
B
磁化曲线
2、磁饱和性
a 铸铁 b 铸钢 c 硅钢片
O
103
H/(A/m)
H/(A/m)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 103
B/T
a
b
a
b
c
c
几种常见磁性物质的磁化曲线
磁性材料在交变磁场中反复磁化,其B-H关系曲线是一条回形闭合曲线,称为磁滞回线。
磁性材料中磁感应强度B的变化总是滞后于外磁场变化。
磁滞回线
O
H
B
•
•
•
•
Br
Hc
剩磁感应强度Br (剩磁) :
当线圈中电流减小到零(H=0)时,铁心中的磁感应强度。
矫顽磁力Hc:
使 B = 0 所需的 H 值。
磁性物质不同,其磁滞回线和磁化曲线也不同。
3、磁滞性
(2)永磁材料
具有较大的矫顽磁力,磁滞回线较宽。一般用来制造永久磁铁。常用的有碳钢及铁镍铝钴合金等。
(3)矩磁材料
具有较小的矫顽磁力和较大的剩磁,磁滞回线接近矩形,稳定性良好。在计算机和控制系统中用作记忆元件、开关元件和逻辑元件。常用的有镁锰铁氧体等。
(1)软磁材料
具有较小的矫顽磁力,磁滞回线较窄。一般用来制造电机、电器及变压器等的铁心。常用的有铸铁、硅钢、坡莫合金即铁氧体等。
磁性材料分为三种类型:
1、磁路的欧姆定律
环形线圈如图,其中媒质是均匀的,磁导率为, 试计算线圈内部的磁通。
解:根据安培环路定律,有
设磁路的平均长度为 l,则有
S
x
Hx
I
N匝
磁路的分析方法
即有:
Rm 称为磁阻
F=NI 为磁通势