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1、第六章磁路与铁心线圈电路第1页，共20页，编辑于2022年，星期三6.1 磁路及其分析方法磁路及其分析方法 磁场的基本物理量磁场的基本物理量1、磁感应强度磁感应强度磁感应强度B B 是表示磁场空间某点的磁场强弱和方向的物理量，是矢量。大小：磁场方向相垂直的单位面积上通过的磁通（磁力线）。B的单位：特斯拉（T）的单位：韦伯第2页，共20页，编辑于2022年，星期三磁感应强度 B B 在面积 S S 上的通量积分称为磁通如果是均匀磁场，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 S 垂直，则该面积上的磁通为或故又可称磁感应强度的数值为磁通密度。2、磁通磁通第3页，共20页，编辑于202
2、2年，星期三表征各种材料导磁能力的物理量 真空中的磁导率真空中的磁导率 为常数为常数一般材料的磁导率一般材料的磁导率 和真空中的磁导率之比，和真空中的磁导率之比，称为这种材料的相对磁导率称为这种材料的相对磁导率，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3、磁导率磁导率（亨（亨/米）米）70104=m第4页，共20页，编辑于2022年，星期三 磁场强度是计算磁场所用的物理量，其大小为磁磁场强度是计算磁场所用的物理量，其大小为磁 感应强度和导磁率之比。感应强度和导磁率之比。4、磁场强度磁场强度 H HmBH=单位单位B：特斯拉特斯拉：亨亨/米米：安安/米米mH第5页，共2
3、0页，编辑于2022年，星期三 磁路的分析方法磁路的分析方法主磁通通过铁心形成闭合的路径磁路。i线圈通入电流后，产生磁通，分主磁通和漏磁通S。1、磁路第6页，共20页，编辑于2022年，星期三对于环形线圈F=NI为磁通势 Rm为磁阻l为磁路的平均长度 S为磁路的截面积2、基本定律Il dHl=lSlBHlINmm=mRFSlIN=m/（磁路的欧姆定律）（安培环路定律）第7页，共20页，编辑于2022年，星期三磁路电路磁通势F电动势E磁通电流I磁感应强度B电流密度J磁阻Rm3、磁路与电路的比较R电阻RSlg=第8页，共20页，编辑于2022年，星期三一均匀闭合铁心线圈，匝数为 300，铁心中磁感
4、应强度为0.9T，磁路的平均长度为45cm,试求：(1)铁心材料为铸铁时线圈中的电流；(2)铁心材料为硅钢片时线圈中的电流。解：先从磁化曲线中查出磁场强度的H H值，然后再计算电流。(1)H H1 1=9000A/m，(2)H2=260A/m，可见由于所用铁心材料不同，要得到相同的磁感应强度，则所需要的磁动势或励磁电流是不同的。因此，采用高磁导率的铁心材料可使线圈的用铜量大为降低。例例第9页，共20页，编辑于2022年，星期三6.2 交流铁心线圈电路交流铁心线圈电路（2 2）交流铁心线圈电路）交流铁心线圈电路铁心线圈分为两种：（1 1）直流铁心线圈电路）直流铁心线圈电路电磁关系电磁关系铁心线圈
5、的交流电路铁心线圈的交流电路第10页，共20页，编辑于2022年，星期三据KVL有：当为正弦量时，伏上式中的各量可视作正弦量，于是上式可用相量表示：ueeiN电压电流关系电压电流关系s seeiRu-=)dtdiL(eiRs s-=)e(dtdiLiR-+=s suuuR+=s stUumw wsin=+=UjXRI)(s s+=UIjXUURs s第11页，共20页，编辑于2022年，星期三其中其中X X为漏磁感抗，为漏磁感抗，R R为线圈的电阻。为线圈的电阻。设 则 tmw w sin=)90sin()90sin(2cos00-=-=-=-=tEtfNtNdtdNemmmw ww w p
6、pw w w w 有效值为：由于R和X很小，UR和U与U/相比可忽略mmmfN44.42fN22EE p p=+=UIjXUURs s+=UjXRI)(s s第12页，共20页，编辑于2022年，星期三B Bm为铁心中磁感应强度的最大值。为铁心中磁感应强度的最大值。S S为铁心面积为铁心面积即即-EUSfNBfNUmm44.444.4=功率损耗功率损耗 为防止涡流损失，铁芯一般由一片片导磁材料叠合而成。铜损Pcu：线圈电阻R上的功率损耗。铁损Pfe：在交变磁通的作用下，由磁滞和涡流 产生的功率损耗。包括磁滞损耗Ph 和涡流损耗Pe。第13页，共20页，编辑于2022年，星期三电磁关系6.3 变
7、压器变压器u1e1es s1 s s1i s s2+e2es s2N2N1u21i2z工作原理工作原理第14页，共20页，编辑于2022年，星期三根据交流磁路的分析可得：根据交流磁路的分析可得：E E1 14.444.44fNfN1 1 m m E E2 24.444.44fNfN2 2 m m空载时副绕组的端电压 改变匝数比，可得到不同的输出电压电压变换电压变换第15页，共20页，编辑于2022年，星期三由于变压器铁心的导磁率高，空载电流（由于变压器铁心的导磁率高，空载电流（i i0 0）很小，）很小，可忽略。写成相量为可忽略。写成相量为 变压器原、副绕组的电流与匝数成反比电流变换电流变换第
8、16页，共20页，编辑于2022年，星期三 变压器原边的等效负载，为副边所带负载乘以变比的平方。阻抗变换第17页，共20页，编辑于2022年，星期三（1）匝数比为信号源输出功率为如下图：交流信号源的电动势E120V,内阻R0800，负载电阻RL8（1）当RL折算到原边的等效电阻为R0时，求匝数比和信号源输出功率；（2）当将负载直接与信号源联接时，信号源输出多大功率？（2）当将负载直接接在信号源上时解：例例第18页，共20页，编辑于2022年，星期三当电流流入两个线圈(或流出）时，若产生的磁通方向相同，则两个流入端称为同极性端（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应电动势极性相同的两端为同极性端。变压器绕组的极性 两绕阻串联两绕阻并联第19页，共20页，编辑于2022年，星期三第20页，共20页，编辑于2022年，星期三