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1、电工电子技术-磁路与铁心线圈电路本讲稿第一页，共六十六页2第第6章章 磁路与铁心线圈与电路磁路与铁心线圈与电路6.1 6.1 磁路及其分析方法磁路及其分析方法6.2 6.2 交流铁心线圈电路交流铁心线圈电路6.3 6.3 变压器变压器6.4 6.4 电磁铁电磁铁本讲稿第二页，共六十六页3磁路：主磁通所经过的闭合路径。磁路：主磁通所经过的闭合路径。i 线圈通入电流后，产生磁线圈通入电流后，产生磁通，通，分主磁通和漏磁通分主磁通和漏磁通。：主磁通主磁通：漏磁通漏磁通铁心铁心（导磁性能好（导磁性能好 的磁性材料）的磁性材料）线圈线圈6.1.1 磁场的基本物理量磁场的基本物理量6.1 6.1 磁路及其
2、分析方法磁路及其分析方法本讲稿第三页，共六十六页4磁路的基本物理量及相互间的关系磁路的基本物理量及相互间的关系SB=复习复习磁感应强度（磁通密度磁感应强度（磁通密度）：）：B：单位：特斯拉单位：特斯拉（T）磁通磁通：单位：韦伯单位：韦伯（Wb）磁动势磁动势：F：单位：安单位：安（A）磁场强度磁场强度：H：单位：安单位：安/米米（A/m）磁导率磁导率：单位：亨单位：亨/米米（H/m）F=N IN IlHN IN I=表征各种材料导磁能力的物理量表征各种材料导磁能力的物理量 BH=本讲稿第四页，共六十六页5 真空中的磁导率真空中的磁导率()()为常数为常数0m称为这种材料的相对磁导率称为这种材料的
3、相对磁导率 一般材料的磁导率一般材料的磁导率 和真空中的磁导率和真空中的磁导率 r之比之比，则称为磁性材料则称为磁性材料，则称为非磁性材料则称为非磁性材料-70104=pm非磁性材料非磁性材料：磁导率低，如真空、空气；：磁导率低，如真空、空气；磁性材料磁性材料：磁导率高，如铁磁物质。：磁导率高，如铁磁物质。本讲稿第五页，共六十六页66.1.2 磁性材料的磁性能磁性材料的磁性能分子中的电子环绕原子核运动和分子中的电子环绕原子核运动和本身的自转运动形成分子电流，本身的自转运动形成分子电流，分子电流产生磁场。分子电流产生磁场。磁性物质内，分成许多小区域，分子间的特殊作用磁性物质内，分成许多小区域，分
4、子间的特殊作用力使每个区域内的分子磁铁排列整齐，显示磁性，力使每个区域内的分子磁铁排列整齐，显示磁性，称为：磁畴。称为：磁畴。磁筹磁筹在没有外电场作用时，各磁筹排列混乱，磁场互相抵消，在没有外电场作用时，各磁筹排列混乱，磁场互相抵消，对外不显磁性。对外不显磁性。本讲稿第六页，共六十六页7B0在铁心上绕上线圈，通入在铁心上绕上线圈，通入电流，产生磁场：电流，产生磁场：B0 B0：以空气为介质产生的磁感：以空气为介质产生的磁感应强度。应强度。B0Bj在外磁场的作用下，磁筹就顺在外磁场的作用下，磁筹就顺向外磁场的方向，显示出磁性，向外磁场的方向，显示出磁性，产生很强的磁化磁场。产生很强的磁化磁场。B
5、0外电流越大，磁化磁场越大，外电流越大，磁化磁场越大，当外电流增大到一定值时，当外电流增大到一定值时，磁筹全部转向外磁场的方向，磁筹全部转向外磁场的方向，Bj最大。最大。Bj本讲稿第七页，共六十六页8结论：结论：（1）、用铁磁材料作磁路时，通入不大的励磁电流，可）、用铁磁材料作磁路时，通入不大的励磁电流，可产生足够大的磁通和磁感应强度。产生足够大的磁通和磁感应强度。（2）、用铁磁材料作磁路时，可以做成大电感。）、用铁磁材料作磁路时，可以做成大电感。非磁性材料没有非磁性材料没有 磁筹的结构，不具有磁化的特性。磁筹的结构，不具有磁化的特性。本讲稿第八页，共六十六页9 H（4）铁磁材料的）铁磁材料的
6、 不是常数，不是常数，随电流变化。随电流变化。（5）铁心线圈的电感是随电流变化的。）铁心线圈的电感是随电流变化的。铁心线圈是非线性电感。铁心线圈是非线性电感。（3）磁性物质由于磁化所产生的磁化磁场不会随）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增强，当外磁场增大到一着外磁场的增强而无限增强，当外磁场增大到一定值时，全部磁筹的磁场方向都转向与外磁场的定值时，全部磁筹的磁场方向都转向与外磁场的方向一致。这时：磁化磁场的磁感应强度，方向一致。这时：磁化磁场的磁感应强度，Bj即即达到饱和值。达到饱和值。本讲稿第九页，共六十六页10非线性！非线性！不是不是常数常数矫顽力矫顽力矫顽力矫顽
7、力剩磁剩磁剩磁剩磁磁滞性磁滞性磁饱和磁饱和非线性非线性磁性材料的磁性能磁性材料的磁性能非线性；高导磁性；磁饱和性；磁滞性。非线性；高导磁性；磁饱和性；磁滞性。基本磁化曲线：基本磁化曲线：B=f（H）或或 =f（I）H（I）B（）0baB（）H（I）ti励磁电流励磁电流励磁电流励磁电流ti001122334455661本讲稿第十页，共六十六页11 根据磁性能，磁性材料又可分为三种：根据磁性能，磁性材料又可分为三种：软磁材料软磁材料（磁（磁滞回线窄长。常用做磁头、磁心等）、滞回线窄长。常用做磁头、磁心等）、永磁材料永磁材料（磁滞（磁滞回线宽。常用做永久磁铁）、回线宽。常用做永久磁铁）、矩磁材料矩磁
8、材料（滞回（滞回 线接近矩形。可用做记忆元件）。线接近矩形。可用做记忆元件）。B（）H（I）B（）H（I）B（）H（I）本讲稿第十一页，共六十六页12对于均匀磁路对于均匀磁路6.1.3 磁路及其基本定律磁路及其基本定律则：则：INSL由于磁性材料由于磁性材料 的的 不常数，磁路欧姆定律不常数，磁路欧姆定律只用作定性只用作定性 分析，不做定量计算。分析，不做定量计算。slRm=令：令：Rm 称为磁阻称为磁阻mRlSNIF=注意！注意！一、磁路的欧姆定律：一、磁路的欧姆定律：本讲稿第十二页，共六十六页13磁路和电路的比较磁路和电路的比较磁通磁通磁压降磁压降Hl磁动势磁动势INF=电动势电动势电流电
9、流电压降电压降UEI电路电路R+_EIU磁路磁路IN 磁阻磁阻SlRm=电阻电阻SlRr=mRF=欧姆定律欧姆定律REI=欧姆定律欧姆定律本讲稿第十三页，共六十六页14F 反映通电线圈励磁能力的大小反映通电线圈励磁能力的大小Rm 表示磁路的材料对磁通起阻碍作用的物理量。表示磁路的材料对磁通起阻碍作用的物理量。反映磁路导磁性能的强弱，它只与磁路的尺反映磁路导磁性能的强弱，它只与磁路的尺寸，寸，材料的导磁率有关。材料的导磁率有关。对于不同材料或不同截面组成的几段磁路对于不同材料或不同截面组成的几段磁路磁路的总磁阻为各段磁组之和磁路的总磁阻为各段磁组之和本讲稿第十四页，共六十六页15INF=SlRm
10、=一定：一定：大大Rm小小F小小I小小 小小Rm大大F大大I大大I一定：一定：大大Rm小小 大大 小小Rm大大 小小本讲稿第十五页，共六十六页16对带有空气隙的磁路对带有空气隙的磁路l1、1l2、20.5l0Rm0中，虽然中，虽然l0很小，但很小，但 0很小，因此很小，因此Rm0很大，使整很大，使整个磁路的磁阻大大增加。个磁路的磁阻大大增加。I不变：不变：Rm大大 小小 不变：不变：Rm大大 I大大本讲稿第十六页，共六十六页17二、直流磁路的分析计算二、直流磁路的分析计算已知磁路的材料和尺寸及要求磁路中达到的磁感应强度，计算磁已知磁路的材料和尺寸及要求磁路中达到的磁感应强度，计算磁动势或励磁电
11、流。动势或励磁电流。对于均匀磁路：对于均匀磁路：各段磁路的磁通相等各段磁路的磁通相等步骤：步骤：1 1、根据各段磁路的截面积计算各磁感应强度、根据各段磁路的截面积计算各磁感应强度B；2 2、根据各段磁路的磁感应强度、根据各段磁路的磁感应强度B B查磁化曲线，得各段磁路的查磁化曲线，得各段磁路的H；气隙磁路：气隙磁路：3 3、计算各段磁路的磁压降：、计算各段磁路的磁压降：Hl4 4、本讲稿第十七页，共六十六页18例：例：一环型铁心线圈，尺寸如图示，铁心材料为铸钢，磁路中含有长度为两厘米的空气隙。一环型铁心线圈，尺寸如图示，铁心材料为铸钢，磁路中含有长度为两厘米的空气隙。设线圈中通有设线圈中通有1
12、A的电流，如要得到的电流，如要得到0.9T的磁感应强度，试求线圈匝数。的磁感应强度，试求线圈匝数。15cm10cm0.2cmI解解:磁路的平均长度为磁路的平均长度为L=(10+15)/2*3.14=39.2cm铸钢磁路的长度为铸钢磁路的长度为L1=39.2-0.2=39cm查表查表6.1.5磁化曲线磁化曲线,当当B=0.9T时，时，H=500A/m，于是，于是H1L1=5003910-2=195A对空气隙对空气隙H0L0=L0 B0/0=1440ANI=H1L1+H0L0=1635A?本讲稿第十八页，共六十六页19励磁电流励磁电流：在磁路中用来产生磁通的电流。在磁路中用来产生磁通的电流。（线圈
13、中的电流）（线圈中的电流）6.2 铁心线圈铁心线圈分类：分类：直流铁心线圈直流铁心线圈交流铁心线圈交流铁心线圈励磁电流为直流电励磁电流为直流电励磁电流为交流电励磁电流为交流电本讲稿第十九页，共六十六页20直流铁心线圈直流铁心线圈励磁电流为直流：励磁电流为直流：RUI=（R 为线圈的电阻）为线圈的电阻）IUU一定一定I一定，与磁路特性无关；一定，与磁路特性无关；磁动势恒定：磁动势恒定：F=N I磁通：磁通：)(mRF=Rm一定一定 一定，恒定磁通，无感应电动势产生；一定，恒定磁通，无感应电动势产生；功率损耗：功率损耗：P=I2R只由线圈中的电流和线圈电阻决定。只由线圈中的电流和线圈电阻决定。本讲
14、稿第二十页，共六十六页21直流电磁铁磁路如图示。分在衔铁直流电磁铁磁路如图示。分在衔铁吸合前后的电流、磁通的变化情况。吸合前后的电流、磁通的变化情况。IU1）因电流只与电源电压和线圈电阻有关，）因电流只与电源电压和线圈电阻有关，所以，吸合前后电流不变：所以，吸合前后电流不变：I=U/R2）因磁动势一定，）因磁动势一定，F=NI吸合前，磁路中气隙大，磁阻大，吸合前，磁路中气隙大，磁阻大，小；小；吸合后，磁路中气隙小，磁阻小，吸合后，磁路中气隙小，磁阻小，大。大。)(mRF=例例2本讲稿第二十一页，共六十六页22：主磁通主磁通：漏磁通漏磁通usesei交流铁心线圈交流铁心线圈交流励磁：交流励磁：线
15、圈中上加正弦交流电压，励磁电流为交线圈中上加正弦交流电压，励磁电流为交流电流流电流 产生交变磁通产生交变磁通 在线圈中产生感应电动势在线圈中产生感应电动势usi（i N）e=-Ndd te s=-Nd sd t电流与磁通方向符合右螺旋法则电流与磁通方向符合右螺旋法则6.2.1 电磁关系电磁关系本讲稿第二十二页，共六十六页23电路方程：电路方程：eeuuR-+-+=)()(s ：漏磁通，很小；漏磁通，很小；R：线圈电阻，线圈电阻，很小，很小，6.2.2 电压电流关系电压电流关系usesei假设假设则则tfNm cos2=最大值最大值有效值有效值mmfNUU44.42=tNum cos mmfNU
16、 2 本讲稿第二十三页，共六十六页246.2.3 功率损耗功率损耗 P=Pcu+Pfe 铜损铜损：Pcu=I2R铁损铁损：Pfe=Ph+Pe Ph：磁滞损耗磁滞损耗：铁心材料的磁滞回线面积铁心材料的磁滞回线面积采用软磁性材料做铁心可以减少磁滞损耗。采用软磁性材料做铁心可以减少磁滞损耗。Pe：涡流损耗：涡流损耗：与铁心的截面积、电源频率、磁与铁心的截面积、电源频率、磁感应强度有关。感应强度有关。采用顺磁场方向的硅钢片叠成的铁心可以减少采用顺磁场方向的硅钢片叠成的铁心可以减少涡流损耗。涡流损耗。本讲稿第二十四页，共六十六页25交流铁心线圈的有功功率交流铁心线圈的有功功率本讲稿第二十五页，共六十六页
17、26mNfU 44.4 当外加电压当外加电压U、频率、频率 f 与线圈匝数与线圈匝数N一定时，一定时，便一定。便一定。m 3.交流磁路的特点交流磁路的特点mR 一定，磁动势一定，磁动势IN 随磁阻随磁阻 的变化而变化的变化而变化；mmRIN=本讲稿第二十六页，共六十六页27uiX0R0RX 线圈线圈铁心铁心 6.2.4 等效电路等效电路:将铁心线圈的交流电路等效成一个不含铁心的交流电路。将铁心线圈的交流电路等效成一个不含铁心的交流电路。非线性电感非线性电感线性电感线性电感等效条件：等效条件：u不变时，不变时，P，i及各物理量之间的相位及各物理量之间的相位 关系不变。关系不变。本讲稿第二十七页，
18、共六十六页28uiX0R0RcuX 线圈线圈铁心铁心RCu:线圈电阻。线圈电阻。X:漏磁通引起的感抗。漏磁通引起的感抗。R0:铁心电阻。铁心电阻。X0:铁心存储能量引起的感抗。铁心存储能量引起的感抗。本讲稿第二十八页，共六十六页29在吸合过程中若外加电压在吸合过程中若外加电压U不变不变,则则 不变。不变。iumRIN=电磁铁吸合后电磁铁吸合后(气隙小）气隙小）小小 电流小。电流小。mR如果气隙中有异物卡住，电磁铁长时间吸如果气隙中有异物卡住，电磁铁长时间吸不上，线圈中的电流一直很大，将会导致不上，线圈中的电流一直很大，将会导致过热，把线圈烧坏。过热，把线圈烧坏。交流电磁铁磁路如图示。分析在交流
19、电磁铁磁路如图示。分析在衔铁吸合前后的电流、磁通的变衔铁吸合前后的电流、磁通的变化情况。化情况。电磁铁吸合前电磁铁吸合前(气隙大）气隙大）大大 电流大；电流大；mR例例3注意！注意！本讲稿第二十九页，共六十六页30(U不变，不变，I不变）不变）(I 随随 Rm 变化）变化）（U不变时，不变时，基本不变基本不变）直流磁路直流磁路交流磁路交流磁路磁路磁路小结小结（随随Rm变化）变化）本讲稿第三十页，共六十六页31变压器功能：变压器功能：变电压：变电压：电力系统电力系统 变阻抗：变阻抗：电子电路中的阻抗匹配电子电路中的阻抗匹配 （如喇叭的输出变压器）（如喇叭的输出变压器）变电流：变电流：电流互感器电
20、流互感器 6.3 变压器变压器本讲稿第三十一页，共六十六页32 发电厂发电厂1.05万伏万伏输电线输电线22万伏万伏升压升压变电站变电站 1万伏万伏降压降压 变压器应用举例变压器应用举例降压降压实验室实验室380/220伏伏降压降压仪器仪器36伏伏降压降压本讲稿第三十二页，共六十六页33单相变压器单相变压器铁芯铁芯原边原边绕组绕组副边副边绕组绕组一、一、变压器的结构变压器的结构铁心：变压器的磁路。铁心：变压器的磁路。高、低压绕组高、低压绕组.原边（一次绕组）：原边（一次绕组）：接电源的绕组接电源的绕组副边（二次绕组）：副边（二次绕组）：接负载的绕组接负载的绕组变压器符号变压器符号：本讲稿第三十
21、三页，共六十六页34三相变压器三相变压器三相变压器有三个原边绕组和三个副边绕组。三相变压器有三个原边绕组和三个副边绕组。高压侧联接成高压侧联接成Y形：形：可以降低绕组绝缘的要求。可以降低绕组绝缘的要求。低压侧联接成低压侧联接成 形：形：可以减小绕组导线的截面积。可以减小绕组导线的截面积。常用：常用：Y/Y0、Y/原副边的电压之比为相电压之比原副边的电压之比为相电压之比本讲稿第三十四页，共六十六页35二、二、工作原理工作原理工作过程工作过程u2i1 N1u1i2 N2参考方向的确定：参考方向的确定：原边是电源的负载；原边是电源的负载；副边是负载的电源；副边是负载的电源；N1N2e1e2 原、副边
22、的原、副边的e与与 符合符合右螺旋法则；右螺旋法则；本讲稿第三十五页，共六十六页36空载运行空载运行：原边接入电源，副边开路。：原边接入电源，副边开路。接上接上交流电源交流电源原边电流原边电流 i1等于励等于励磁电流磁电流 i10 产生感应电动势产生感应电动势1i i10 产生磁通产生磁通 （交变）（交变）e,方向符合右方向符合右螺旋法则螺旋法则1.电压变换电压变换注意注意本讲稿第三十六页，共六十六页37结论：改变匝数比，就能改变输出电压。结论：改变匝数比，就能改变输出电压。K为变比为变比根据交流铁心线圈的电根据交流铁心线圈的电磁关系分析可得：磁关系分析可得：mNfE1144.4=U1mNfE
23、2244.4=U21u本讲稿第三十七页，共六十六页38有载运行有载运行：副边接入负载。：副边接入负载。E1 U1E2 U2忽略线圈电阻和漏磁通的影响忽略线圈电阻和漏磁通的影响所以，电压比为所以，电压比为本讲稿第三十八页，共六十六页392.电流变换电流变换ZNiNiNi102211+因为：因为：空载时：空载时：励磁电流是励磁电流是：i10磁磁动势是动势是：i10N1有载时：有载时：励磁电流是励磁电流是：i1 与与 i2 磁动磁动势是势是：i1N1+i2N2所以：所以：当电源电压的大小和频当电源电压的大小和频率一定时，铁心中的磁率一定时，铁心中的磁通大小一定。通大小一定。产生同样磁通产生同样磁通的
24、磁动势相等的磁动势相等磁势平衡方程式：磁势平衡方程式：44.411mNfU 本讲稿第三十九页，共六十六页40由于变压器铁芯材料的导磁率高，空载励由于变压器铁芯材料的导磁率高，空载励磁电流很小，可忽略磁电流很小，可忽略。10i 0Z0+11NI22NI11NI22NI -NiNiNi102211+即：即：本讲稿第四十页，共六十六页411）原、副边电流的大小与匝数成反比；）原、副边电流的大小与匝数成反比；结论结论2）副边电流对原边电流起去磁作用；）副边电流对原边电流起去磁作用；3）副边电流取决于负载，原边电流取决于副边电流。）副边电流取决于负载，原边电流取决于副边电流。ZRL i2 i1 负载电阻
25、增大时，原边电流如何变化？负载电阻增大时，原边电流如何变化？本讲稿第四十一页，共六十六页42LZ3.阻抗变换阻抗变换22IUZL=u1i1 22222211KZKIUKIKUIUZLL=本讲稿第四十二页，共六十六页43信号源电动势信号源电动势E=80V，内阻内阻R0=400 ，负载电负载电阻阻RL=4。1）负载直接接在信号源上时，信号源的输出功率。）负载直接接在信号源上时，信号源的输出功率。1）将负载直接接到信号源上，得到的输出功率为：）将负载直接接到信号源上，得到的输出功率为：例例2求：求：2）阻抗匹配时变压器的变比及输出功率功率。）阻抗匹配时变压器的变比及输出功率功率。解：解：2）阻抗匹配
26、时应使）阻抗匹配时应使RL=R0将负载通过变压器接到信号源上变换阻抗。将负载通过变压器接到信号源上变换阻抗。本讲稿第四十三页，共六十六页44ELR1N2NR0输出功率为：输出功率为：21=10 NNK则变比：则变比：LLRKR2=400 本讲稿第四十四页，共六十六页45220/110V的变压器的原副线圈的匝数为的变压器的原副线圈的匝数为1000/500匝，匝，如把原幅边匝数变成如把原幅边匝数变成2/1匝，行不行？匝，行不行？不行。不行。U1不变不变N1 mH（I）B（F）mI1磁化曲线磁化曲线I1烧毁线圈烧毁线圈例例3本讲稿第四十五页，共六十六页46变压器满载运行时，原、副边绕变压器满载运行时
27、，原、副边绕组允许的电流值。组允许的电流值。NNNNNIUIUS2211=（理想）理想）（以单相变压器为例）（以单相变压器为例）三、三、变压器的主要技术指标变压器的主要技术指标变压器副边开路（空载）时，原、副边绕组允许的电变压器副边开路（空载）时，原、副边绕组允许的电压值。压值。1）额定电压额定电压U1N/U2N2）额定电流额定电流I1N/I2N3）额定容量额定容量SN变压器输出的额定视在功率。变压器输出的额定视在功率。三相变压器中，额定电压和三相变压器中，额定电压和额定电流都指线电压、线电额定电流都指线电压、线电流。流。单相：单相：三相：三相：本讲稿第四十六页，共六十六页47变压器输出功率与
28、输入功率的比值。变压器输出功率与输入功率的比值。4）额定效率额定效率 N5）额定频额定频 率率fN电源的工作频率。电源的工作频率。50Hz本讲稿第四十七页，共六十六页48四、变压器的外特性四、变压器的外特性u2考虑副边的线圈电阻考虑副边的线圈电阻R和和 的影响，的影响，u2e2u1不变不变i2增大增大e 增大增大uR增大增大u2降低降低变压器的外特性：变压器的外特性：变压器副边输出电压变压器副边输出电压u2随电流随电流i2变化的曲线变化的曲线本讲稿第四十八页，共六十六页49)(22IfU=U2I2U20I2U2外特性：外特性：cos 2=1cos 21 负载的功率因数越低，负载的功率因数越低，
29、U2下降越大，下降越大，感性负载具有去磁的作用。感性负载具有去磁的作用。U2I2U20I2NU2NUU=U20-U2U20100%电压调整率：电压调整率：一般为一般为5%左右。左右。一般供电系统希望要硬特性（随一般供电系统希望要硬特性（随I2的变化，的变化，U2 变化不多）变化不多）本讲稿第四十九页，共六十六页501.自耦变压器自耦变压器P五、五、特殊变压器特殊变压器使用时，改变滑动端的位置，便可得到不同的输出电压。使用时，改变滑动端的位置，便可得到不同的输出电压。注意注意 原、副边千万不能对调使用。原、副边千万不能对调使用。公共绕组部分不能断开。公共绕组部分不能断开。公共端不能接火线。公共端
30、不能接火线。为什么？为什么？特点：特点：（1）N2连续可调，连续可调，U2连续可调；连续可调；（2）不是安全变压器。）不是安全变压器。本讲稿第五十页，共六十六页51火火零零220vPab12v（1）插头正插：）插头正插：插头反插：插头反插：（2）原副线圈公共部）原副线圈公共部分断开时：分断开时：普通变压器，原副普通变压器，原副边没有电联系。边没有电联系。本讲稿第五十一页，共六十六页522.电流互感器电流互感器（被测电流被测电流）N1（匝数少匝数少）N2（匝数多匝数多）ARi1i2电流表电流表被测电流被测电流=电流表读数电流表读数 N2/N11）副边不能开路，以副边不能开路，以防产生高电压；防产
31、生高电压；使用注意事项：使用注意事项：用低量程的电流表测大电流用低量程的电流表测大电流2）铁心、低压绕组的铁心、低压绕组的一端接地，以防在绝缘一端接地，以防在绝缘损坏时，在副边出现过损坏时，在副边出现过压。压。本讲稿第五十二页，共六十六页53六、六、变压器的同极性端变压器的同极性端1.同极性端同极性端(同名端同名端)当电流流入当电流流入(或流出）两个线圈时，若产生的磁通方向相或流出）两个线圈时，若产生的磁通方向相 同，则两个流同，则两个流入入(或流出）端称为同极性端（同名端）。或者说，当铁芯中磁通变化或流出）端称为同极性端（同名端）。或者说，当铁芯中磁通变化（增大或减小）时，在两线圈中产生的感
32、应电动势极性相同的两端为同（增大或减小）时，在两线圈中产生的感应电动势极性相同的两端为同极性端。极性端。AXax*AXax*Z*本讲稿第五十三页，共六十六页54 联结联结 23，顺串，顺串1324*串联串联顺串：两异名端相连，相当于两匝数相加；顺串：两异名端相连，相当于两匝数相加；反串：两同名端相连，相当于两匝数相减；反串：两同名端相连，相当于两匝数相减；联结联结 13，反串，反串并联并联同名端两两相连。同名端两两相连。1-3连，连，2-4连连2.线圈的正确连接线圈的正确连接本讲稿第五十四页，共六十六页55220V：联结：联结 2 3，1-4接电源。接电源。励磁励磁两种接法下线圈工作情况的分析
33、：两种接法下线圈工作情况的分析：*1324两线圈的额定电压为两线圈的额定电压为110V，若接于，若接于220V的电源，应如何连接？的电源，应如何连接？220v若若1-3连接，连接，2-4接电源，可能出现什么现象？接电源，可能出现什么现象？本讲稿第五十五页，共六十六页56在极性不明确时，一定在极性不明确时，一定要先测定极性再通电！要先测定极性再通电！两个线圈中的磁通抵消两个线圈中的磁通抵消烧毁烧毁感应电势感应电势电流电流 很大很大*1324 注意注意本讲稿第五十六页，共六十六页57110V：联结：联结 1 3，2 41,32,41324*励磁励磁若若1-4、2-3分别连接后接电源，两线圈产生的磁
34、分别连接后接电源，两线圈产生的磁通相互抵消，无感应电动势产生，通相互抵消，无感应电动势产生，110V电压将全电压将全部降在线圈电阻上，线圈将被烧毁。部降在线圈电阻上，线圈将被烧毁。若异名端两两相连，会出现什么现象？若异名端两两相连，会出现什么现象？本讲稿第五十七页，共六十六页58*两个副边绕组可以产生几种电压？两个副边绕组可以产生几种电压？I单独输出：单独输出：6VII 单独输出：单独输出：8V6V8VIII12342、3相联，顺串：相联，顺串：14V2、4相联，反串：相联，反串：-2V本讲稿第五十八页，共六十六页591直流小直流小电压电压直流电直流电流表流表+_2A34+Z变压器的原副边同名
35、端的讨论变压器的原副边同名端的讨论电压相对于同名端方向相同。电压相对于同名端方向相同。电流相对于同名端方向相反。电流相对于同名端方向相反。*副边电流对原边电流起去磁作用。副边电流对原边电流起去磁作用。合上开关，合上开关，1 1的极性为的极性为“+”，若电流表正向偏，若电流表正向偏转，则转，则3 3的极性也为的极性也为“+”，1 1、3 3为同名端。为同名端。若电流表反向偏转，若电流表反向偏转，1 1、4 4是同名端。是同名端。本讲稿第五十九页，共六十六页606.4 电磁铁电磁铁结构：结构：铁心、绕组、衔铁铁心、绕组、衔铁IU工作原理：工作原理：线圈通电线圈通电产生电磁力产生电磁力吸合衔铁吸合衔
36、铁线圈断电线圈断电电磁力消失电磁力消失释放衔铁释放衔铁应用：应用：工业控制工业控制线圈线圈铁心铁心衔铁衔铁气隙气隙电磁吸力：电磁吸力：f=1078 B02S0 （牛顿牛顿）经验公式经验公式气隙磁感应强度气隙磁感应强度气隙截面面积气隙截面面积本讲稿第六十页，共六十六页61一、一、直流电磁铁：直流电磁铁：励磁线圈加直流电压励磁线圈加直流电压直流铁心线圈直流铁心线圈。电磁吸力：电磁吸力：F=1078 B02S0 （牛顿牛顿）线圈电流：线圈电流：衔铁吸合过程中吸力不断增强。衔铁吸合过程中吸力不断增强。为什么为什么？衔铁吸合过程中电流不变。衔铁吸合过程中电流不变。本讲稿第六十一页，共六十六页62二、二、
37、交流电磁铁：交流电磁铁：励磁线圈加交流电压励磁线圈加交流电压交流铁心线圈交流铁心线圈。电磁吸力：电磁吸力：问题：问题：电磁吸力以两倍的电源频率波动，引起震动和噪声。电磁吸力以两倍的电源频率波动，引起震动和噪声。解决：解决：在部分磁路上加分磁环，使两部分磁路中的磁通产在部分磁路上加分磁环，使两部分磁路中的磁通产生相位差，消除震动和噪声。生相位差，消除震动和噪声。本讲稿第六十二页，共六十六页63为什么为什么？线圈电流：线圈电流：衔铁吸合过程中电流不断减小。衔铁吸合过程中电流不断减小。衔铁吸合过程中吸力大小不变。衔铁吸合过程中吸力大小不变。电磁吸力：电磁吸力：使用交流电磁铁时不允许通电后长时间不吸合
38、！使用交流电磁铁时不允许通电后长时间不吸合！本讲稿第六十三页，共六十六页64交流电磁铁：交流电磁铁：励磁线圈加交流电压励磁线圈加交流电压交流铁心线圈交流铁心线圈。直流电磁铁：直流电磁铁：励磁线圈加直流电压励磁线圈加直流电压交流铁心线圈交流铁心线圈。交、直流电磁铁的区别：交、直流电磁铁的区别：1）交流电磁铁的铁心是硅钢片叠成，直流电磁铁的铁心）交流电磁铁的铁心是硅钢片叠成，直流电磁铁的铁心 可可以是一整块软钢；以是一整块软钢；2）交流电磁铁吸合前后电流要变，直流电磁铁吸合前后电流不）交流电磁铁吸合前后电流要变，直流电磁铁吸合前后电流不变；变；3）交流电磁铁吸合前后吸力不变，直流电磁铁吸合前后吸力
39、）交流电磁铁吸合前后吸力不变，直流电磁铁吸合前后吸力要变。要变。思思考考产生以上三个不同点的原因是什么？产生以上三个不同点的原因是什么？本讲稿第六十四页，共六十六页65第第6章小结提纲章小结提纲一、磁路的概念一、磁路的概念磁路的基本物理量及相互间的关系：磁路的基本物理量及相互间的关系：，B，H，F，磁性材料的磁性能：磁性材料的磁性能：B=f（H）或）或 F=f（I）磁路的欧姆定律磁路的欧姆定律二、铁心线圈二、铁心线圈直流铁心线圈：直流铁心线圈：U，I，P 之间的关系，特点之间的关系，特点交流铁心线圈：交流铁心线圈：U，I，f，P 之间的关系，特点之间的关系，特点重点掌握概念重点掌握概念三、变压器三、变压器电压变换：原理，计算电压变换：原理，计算电流变换：原理，计算电流变换：原理，计算阻抗变换：原理，计算阻抗变换：原理，计算同名端：定义，判断，根据同名端正确连接绕组同名端：定义，判断，根据同名端正确连接绕组四、交直流电磁铁的区别四、交直流电磁铁的区别本讲稿第六十五页，共六十六页66END本讲稿第六十六页，共六十六页