1、第1章 電磁學(xué)的基本知識(shí)與基本定律劉錦波山東大學(xué) 控制科學(xué)與工程學(xué)院第第1 1章章 預(yù)備知識(shí)預(yù)備知識(shí)-電磁學(xué)的基本知識(shí)與基本定律電磁學(xué)的基本知識(shí)與基本定律本章內(nèi)容:電磁學(xué)的基本知識(shí)與基本定律；常用磁性材料（鐵磁材料與永磁材料）及其特性。1.1 電路的基本定律 基爾霍夫電流定律(KCL) 基爾霍夫電壓定律（KVL）1.2 磁場(chǎng)的基本知識(shí)磁通密度磁通密度（簡(jiǎn)稱磁密磁密）或磁感應(yīng)度)B 圖1.1 磁力線與電流之間的右螺旋關(guān)系磁通量磁通量SdSB(1-1)若對(duì)于均勻磁場(chǎng)，若B與S垂直，則 BS磁場(chǎng)強(qiáng)度磁場(chǎng)強(qiáng)度H HB(1-2)磁勢(shì)磁勢(shì)： NiF N磁鏈磁鏈：1.3 基本電磁定律w電生磁的基本定律電生磁

2、的基本定律安培環(huán)路定律安培環(huán)路定律 w磁生電的基本定律磁生電的基本定律法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律 w電磁力定律電磁力定律w磁路的歐姆定律磁路的歐姆定律NiHL 1.3.1 電生磁的基本定律電生磁的基本定律安培環(huán)路定律安培環(huán)路定律 NiidkLlH(1-3)若閉合磁力線上 處處相等,則上式變?yōu)? H1.3.2 磁生電的基本定律磁生電的基本定律法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第電磁感應(yīng)定律dtddtdNe(1-4)當(dāng)磁通按正弦規(guī)律變化時(shí)，即: tmsin則上式變?yōu)? )90sin(2)90sin(2)(00tEtfNtem若取 0mm為參考相量，則： mfNjE44. 4(1-5)圖1.2 磁通與

3、其感應(yīng)電勢(shì)的正方向假定變壓器電勢(shì)：圖1.3 磁通與感應(yīng)電勢(shì)的相量圖Blve (1-6)圖1.4 感應(yīng)電勢(shì)與磁場(chǎng)、導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)速度之間的右手定則速度電勢(shì)：Bilfem(1-7)圖1.5 通電導(dǎo)體產(chǎn)生的電磁力與電流、磁場(chǎng)之間的左手定則1.3.3 1.3.3 電磁力定律電磁力定律1.3.4 磁路的歐姆定律磁路的歐姆定律圖1.6 變壓器的簡(jiǎn)單磁路對(duì)于均勻磁路：mmRSlBlHlNiF式中， SlRm定義為磁路的磁阻磁阻。磁阻的倒數(shù):mmR1又稱為磁導(dǎo)磁導(dǎo)。 1.3.4 磁路的歐姆定律磁路的歐姆定律由于式(1-8)與電路的歐姆定律相似,故又稱為磁路的歐姆定律。磁路的歐姆定律。(1-8)iL根據(jù)和式（1-8）

4、得：NlSNNLm22上式給出了電感與結(jié)構(gòu)參數(shù)以及磁性材料之間的關(guān)系式。1.3.5 線圈電感線圈電感1.4 常用磁性材料及其特性常用磁性材料及其特性1.4.1 鐵磁材料的磁化及磁滯回線鐵磁材料的磁化及磁滯回線圖1.10 鐵磁材料的磁化圖1.11 磁性材料的磁滯回線1.4.2 磁化曲線與飽和現(xiàn)象磁化曲線與飽和現(xiàn)象圖1.12 鐵磁材料與非鐵磁材料的磁化曲線1.4.3 軟磁材料與硬磁材料軟磁材料與硬磁材料圖1.13 鐵磁材料的磁滯回線1.4.4 鐵磁材料中的鐵耗鐵磁材料中的鐵耗圖1.14 鐵磁材料的渦流現(xiàn)象磁滯損耗磁滯損耗: VfBCHdBfKpmhhh2(1-9)222eempC f BV渦流損耗渦流損耗:(1-10)2221.32()nFehehmemFempppC fBC f BVCfB G鐵耗鐵耗:1.4.5 永久磁鐵的去磁曲線與各種永磁材料的特點(diǎn)圖1.15 永磁電機(jī)的磁路示意圖