1、關于磁路與鐵心線圈電路第一張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月一、磁路3.1 磁路及其分析方法磁路：主磁通所經過的閉合路徑。i 線圈通入電流后，產生磁通，分主磁通和漏磁通。：主磁通：漏磁通鐵心（導磁性能好 的磁性材料）線圈第二張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月磁場的特性可用磁感應強度、磁通、磁場強度、磁導率等幾個物理量表示。1、磁感應強度 與磁場方向相垂直的單位面積上通過的磁通（磁力線），可表示磁場內某點的磁場強弱和方向。B的單位：特斯拉（T） 1T104Gs的單位：韋伯矢量二、磁場的基本物理量第三張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月2、磁通 磁感應強度B與垂直于磁場方向的

2、面積S的乘積，稱為通過該面積的磁通。如 磁場內各點的磁感應強度的大小相等，方向相同，這樣的磁場則稱為均勻磁場。BS的單位：伏秒，通稱為韋伯 Wb 或麥克斯韋Mx 1Wb108Mx 第四張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月3、磁場強度 磁場強度是計算磁場所用的物理量，其大小為磁感應強度和導磁率之比。H的單位：安米 的單位：亨米矢量4、磁導率 磁導率 是一個用來表示磁場媒質磁性和衡量物質導磁能力的物理量。第五張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月真空中的磁導率為常數(shù)一般材料的磁導率 和真空磁導率 0 的比值，稱為該物質的相對磁導率 r 或第六張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月磁性

3、材料的磁性能 一、高導磁性 指磁性材料的磁導率很高， r1，使其具有被強烈磁化的特性。三、磁性材料的磁性能高導磁性、磁飽和性、磁滯性、非線性 磁性物質的磁化第七張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月二、磁飽和性 當外磁場（或勵磁電流）增大到一定值時，磁性材料的全部磁疇的磁場方向都轉向與磁場的方向一致，磁化磁場的磁感應強度BJ達到飽和值。 磁化 曲線： B和與H的關系第八張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月三、磁滯性 當鐵心線圈中通有交變電流（大小和方向都變化）時，鐵心就受到交變磁化，電流變化時，B隨H而變化，當H已減到零值時，但B未回到零，這種磁感應強度滯后于磁場強度變化的性質稱磁性

4、物質的磁滯性。磁滯回線剩磁：當線圈中電流減到零（H0），鐵心在磁化時所獲的磁性還未完全消失，這時鐵心中所保留的磁感應強度稱為剩磁感應強度Br第九張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月BrHcH（I）B()0BrHcH（I）B()0BrHcH（I）B()0鐵磁材料分類：軟磁材料（磁滯回線窄長。常用做磁頭、磁心等）永磁材料（磁滯回線寬。常用做永久磁鐵）矩磁材料（磁滯回線接近矩形?？捎米鲇洃浽?。第十張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月I1I2I3電流方向和磁場強度的方向符合右手定則，電流取正；否則取負。1、安培環(huán)路定律（全電流定律）： 磁場中任何閉合回路磁場強度的線積分,等于通過這個閉

5、合路徑內電流的代數(shù)和.即四、磁路的分析方法第十一張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月其中l(wèi) x2 x是半徑為x的圓周長Hx是半徑 x 處的磁場強度FNI即線圈匝數(shù)與電流的乘積，稱磁通勢 單位為安培（A） 在無分支的均勻磁路（磁路的材料和截面積相同，各處的磁場強度相等）中，如環(huán)形線圈，安培環(huán)路定律可寫成：第十二張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月討論磁場內某一點的磁場強度H與有關嗎？ 由上式可知，磁場內某一點的H只與電流大小、線圈匝數(shù)及該點的幾何位置有關，而與 無關H與B不成比例第十三張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月2、磁路的歐姆定律對于環(huán)形線圈磁路的歐姆定律說明F=NI為

6、磁通勢 Rm為磁阻l為磁路的平均長度 S為磁路的截面積磁路長度L線圈匝數(shù)NI第十四張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月磁路和電路的比較（一）磁路電路磁通INR+_EI磁壓降磁通勢電動勢電流電壓降U第十五張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月基本定律 磁阻磁感應強度安培環(huán)路定律磁 路IN歐姆定律電阻電流強度基氏電壓定律基氏電流定律磁路與電路的比較 (二)電 路R+_EI第十六張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月3、磁路的計算 在計算電機、電器等的磁路時，要預先給定鐵心中的磁通（或磁感應強度），而后按照所給的磁通及磁路各段的尺寸和材料去求產生預定磁通所需的磁通勢FNI。 計算均勻磁

7、路要用磁場強度H，即NIHl， 如磁路由不同的材料、長度和截面積的幾段組成，則磁路由磁阻不同的幾段串聯(lián)而成。 NIH1 l1H2 l2（H l）第十七張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月如：由三段串聯(lián)而成的繼電器磁路NIH1 l1H2 l2 H0（H l）第十八張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月勵磁電流：在磁路中用來產生磁通的電流勵磁電流直流 - 直流磁路 交流 - 交流磁路磁路分析直流磁路交流磁路3.2 交流鐵心線圈電路鐵心線圈分為：直流鐵心線圈和交流鐵心線圈第十九張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月IU直流磁路的特點: 一定一定磁動勢 F=IN一定磁通和磁阻成反比（線圈

8、中沒有反電動勢）（R 為線圈的電阻）一. 直流磁路的分析第二十張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月二.交流磁路的分析 (交流鐵心線圈電路)：主磁通：漏磁通ui1. 電磁關系第二十一張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月電路方程：一般情況下 交流激勵 線圈中產生感應電勢：主磁通：漏磁通的感應電勢 和 產生2.電壓電流關系ui+-+-第二十二張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月假設則最大值有效值ui+-+-第二十三張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月一定時磁動勢IN隨磁阻 的變化而變化。當外加電壓U、頻率 f 與線圈匝數(shù)N一定時， 便基本不變。根據磁路歐姆定律 ，當 交流磁路

9、的特點:ui+-+-第二十四張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月交流磁路中磁阻 對電流的影響 電磁鐵吸合過程的分析： 在吸合過程中若外加電壓不變, 則 基本不變。iu電磁鐵吸合前(氣隙大） 大 起動電流大 電磁鐵吸合后(氣隙?。?小 電流小 如果氣隙中有異物卡住，電磁鐵長時間吸不上，線圈中的電流一直很大，將會導致過熱，把線圈燒壞。 注意：第二十五張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月(U不變，I不變）( I 隨 Rm 變化）（ U不變時， 基本不變）直流磁路交流磁路磁路小結（隨Rm變化）第二十六張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月鐵損PFe:磁滯損耗: Ph:磁滯現(xiàn)象引起鐵芯發(fā)

10、熱造成的損失。渦流損耗Pe:交變磁通在鐵芯中產生 的感應電流（渦流）， 造成的損失?？朔椒?1.磁滯損耗: 選用軟磁材料.2.渦流損耗:采用硅鋼片,疊加而成3. 功率損耗銅損Pcu: 線圈電阻R上的損耗（ ）.鐵心線圈交流電路的有功功率為：Ph=UIh =Kh f Bm VPe=UIe =Ke f 2Bm V2=1.62Bm1T 第二十七張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月變壓器是變換各種交流電壓的電器。它是利用電磁感應定律并通過磁路的耦合作用, 把某一個數(shù)量級的交流電壓，變換成同頻率的另一個數(shù)量級的交流電壓的能量變換裝置。3.3 變壓器 發(fā)電廠1.05萬伏輸電線22萬伏升壓變電站1萬

11、伏降壓 變壓器應用舉例實驗室380 / 220伏降壓儀器36伏降壓降壓第二十八張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月變壓器鐵心: 硅鋼片疊壓而成。變壓器繞組: 高強度漆包線繞制而成。其它部件: 油箱、冷卻裝置、保護裝置等。鐵心線圈2. 構造殼式變壓器心式變壓器鐵心線圈按用途分: 電力變壓器，特種用途變壓器。按相數(shù)分: 單相、三相和多相變壓器。按繞組數(shù)分: 雙繞組、多繞組及自耦變壓器。1. 分類概述第二十九張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月各式各樣的變壓器第三十張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月單相變壓器鐵芯一次繞組二次繞組結構：3.3.1 變壓器的工作原理第三十一張，PPT

12、共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月電磁關系：N1N2變壓器符號：N1N2第三十二張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月空載運行 ：一次繞組接入電源，二次繞組開路。接上交流電源 一次繞組電流 i1等 于勵 磁電流 i10 產生感應電動勢 i10 產生磁通（交變）1. 電壓變換-+-+第三十三張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月結論：改變匝數(shù)比，就能改變輸出電壓。K為變比根據交流磁路的分析可得：時第三十四張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月負載運行：Z 二次繞組帶負載后對磁路的影響：在二次繞組感應電壓的作用下，二次繞組線圈中有了電流 i2 。此電流在磁路中也會產生磁通，從而影響一次繞

13、組電流 i1。但當外加電壓、頻率不變時，鐵芯中主磁通的最大值在變壓器空載或有負載時基本不變 。所以，帶負載后磁動勢的平衡式為：2. 電流變換第三十五張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月結論：一次、二次繞組電流與匝數(shù)成反比 由于變壓器鐵芯材料的導磁率高、空載勵磁電流 很小，可忽略 。即：第三十六張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月從一次繞組等效：結論：變壓器一次繞組側的等效負載，為二次繞組所帶負載乘以變比的平方。 3. 阻抗變換u1i1RL第三十七張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月例：揚聲器上如何得到最大輸出功率RsRL信號源設：信號電壓的有效值:U1= 50V;信號內阻：R

14、s=100 ;負載為揚聲器，其等 效電阻：RL=8。求：負載上得到的功率解：（1）將負載直接接到信號源上，得到的輸出功 率為： 第三十八張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月Rs（2）將負載通過變壓器接到信號源上。輸出功率為：設變比 則：結論：由此例可見加入變壓器以后，輸出功率提高了 很多。第三十九張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月二次輸出電壓和輸出電流的關系。即：U2I2U20U20：一次邊加額定電壓、二次邊開路時，二次邊的輸出電壓。一般供電系統(tǒng)希望要硬特性（隨I2的變化，U2 變化不多）3.3.2 變壓器的外特性第四十張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月為防止渦流損失，鐵

15、芯一般由一片片導磁材料疊成(如硅鋼片)。變壓器的損耗包括兩部分：銅損 (PCU) ：繞組導線電阻所致。磁滯損失：磁滯現(xiàn)象引起鐵芯發(fā)熱， 造成的損失。渦流損失：交變磁通在鐵芯中產生 的感應電流（渦流）， 造成的損失。鐵損( )：PFE3.3.3 變壓器的損耗與效率()第四十一張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月一. 自耦變壓器ABP 使用時，改變滑動端的位置，便可得到不同的輸出電壓。實驗室中用的調壓器就是根據此原理制作的。注意：原、副邊千萬不能對調使用，以防變壓器損壞。因為N變小時，磁通增大，電流會迅速增加。3.3.4 特殊變壓器簡介（調壓器）第四十二張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月二.電流互感器：用低量程的電流表測大電流（被測電流）N1（匝數(shù)少）N2（匝數(shù)多）ARi1i2電流表被測電流=電流表讀數(shù) N2/N11. 二次不能開路，以 防產生高電壓；2. 鐵心、低壓繞組的 一端 接地，以防在 絕緣損壞時，在二次出現(xiàn)過壓。使用注意事項：第四十三張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 當電流流入兩個線圈(或流出）時，若產生的磁通方向相同，則兩個流入端稱為同極性端（同名端）。或者說，當鐵芯中磁通變化（增大或減?。r，在兩線圈中產生的感應電動勢極性相同的兩端為同極性端。同極性端(同名端)AXax*AXax*3.3.5變壓器繞組的極性第四十四張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作