磁場的基本物理量☆

磁性材料的磁性能磁路及其基本定律☆交流鐵心線圈電路☆☆

變壓器☆☆☆電磁鐵§7-4交流鐵芯線圈電路一、直流鐵芯線圈(勵磁電流為直流)電磁關系ΦIΦ由于是鐵芯線圈，大部分磁通集中于鐵芯線圈，通過鐵芯而閉合，該部分磁通稱為主磁通Φ少部分磁通經過鐵芯和空氣而閉合稱為漏磁通Φ二、交流鐵芯線圈Φi+uΦ同樣磁通勢Ni也產生兩部分磁通Φi+uΦΦi+u++eeΦ由電磁感應電磁關系由于漏磁通主要不經過鐵芯，所以Φ

與i成正比，為線性關系。

漏電感Φi+u++eeΦ但主磁通是位于鐵芯中，所以Φ

與i不成正比，為非線性關系0iΦＬ，ΦＬ鐵心線圈的主磁電感L不是一個常數，L隨i變化的關系和磁導率μ隨H而變化的關系相似。Φi+u++eeΦ因此鐵心線圈是一個非線性電感元件三、電壓電流關系Φi+u++eeΦiuRuR++++增加電感的由來當u是正弦電壓時，上式可用相量表示：iuRuR++++Φi+u++eeΦ主磁感應電動勢由于主磁感抗不是常數，應這樣計算：Φi+u++eeΦ由于線圈電阻R和感抗Xδ

（或漏磁通Φδ）較小，因此：Φi+u++eeΦ三、功率損耗問題交流鐵芯線圈中的功率損耗包括兩部分：銅損△Pcu1）銅損：線圈電阻R上的功率損△Pcu=I2R鐵損△PFeΦi+u++eeΦ

措施：選用磁滯回線狹小的磁性材料來制造鐵芯2）鐵損：鐵心在交變電流磁場的磁化下，也有功率損耗，它由兩部分組成:A.磁滯損耗△Ph：磁疇在交變磁化時相互摩擦產生熱量Φi+u++eeΦ可以證明，交變磁化一周在鐵心上的單位體積內所產生的磁滯損耗能量與磁滯回線所包圍的面積成正比；由于磁滯損耗要發(fā)熱（使鐵芯），應盡量減小這損耗B.渦流損耗△Pe

渦流損耗也要引起鐵心發(fā)熱.交變磁通不僅要在線圈中感應電動勢，而且在鐵心內也要產生感應電動勢和感應電流。這種感應電流稱為渦流，它在垂直于磁通方向的平面內環(huán)流著。Ф

措施：鐵芯可由彼此絕緣的鋼片疊成iiΦΦ(a)(b)渦流也有有利的一面，例如：渦流檢測，電度表的計數器就是用渦流和磁場相互作用而產生電磁力的原理來制成的。利用渦流的熱效應來冶煉金屬等。Ф注意：鐵損只存在于交流鐵心線圈中，直流鐵心線圈不存在PFe

鐵心線圈交流電流的有功功率：四、等效電路（*）鐵心線圈交流電路也可用等效電路來進行分析,即用一個不含鐵心的交流電路來等效代替之。等效條件：在同樣電壓作用下，功率、電流及各量之間的相位關系保持不變，使磁路計算的問題簡化為電路計算問題。理想鐵心線圈中仍有能量的損耗和儲放。Φi+u+u’=-euΦuRΦi+u+u’=-euΦuRiu’=-euR0uRRX0++用一個具有電阻R0和感抗X0的一段電路來等效代替其中，R0

與鐵損相對應的等效電阻，其值為：X0與鐵心中能量儲放（與電源發(fā)生能量互換）相對應的等效感抗iu’=-euR0uRRX0++是理想鐵心線圈中的無功功率等效電路的阻抗模為：iu’=-euR0uRRX0++例7.4.1U=220V，I=4A，P=100W，f=50Hz，忽略線圈電阻與漏磁通，求（1）c