磁感应强度B

磁感应强度B：磁感应强度B可以这样定义，足够小的电流元Idl（I为导线回路中的恒定电流，dl为导线回路中沿电流方向所取的失量线元）在磁场中所受的力最大方向时，所受到的最大力dFmax与Idl的比值。

B=dFmax/Idl
恒定磁场中各点的磁感应强度B都具有确定值,它由磁场本身决定,与电流元Idl大小无关。

电流会在其周围产生磁场。

一个线圈绕得很紧密的载流螺绕环，总匝数N匝，电流I，利用安培环路定律可以求出螺绕环内离环心O半径r处P点的磁场的磁感应强度B0
B0=μ0NI/2πr
式中：μ0真空磁导率μ0=4πe-7 （N/A^2）；N总匝数；I电流，安A。

在SI中,磁感应强度B单位特[斯拉]T，
1T=1N/A·m=1Wb/m^2。

磁感应强度B的概念比较复杂,有各种定义方法，感兴趣的话可参阅相关参考书
1T=10000Gs（高斯）
磁场强度H：磁场强度H与电场中的电位移矢量D相似。

真空中原来的磁场的磁感应强度B0，由于引入磁介质而产生附加磁场，其磁感应强度B’，则磁介质总的磁感应强度B是B0和B’的矢量和，即
B=B0+B’
B与B0的大小比称相对磁导率μr= B/B0。

对于铁磁质磁性很强的材料μr远远大于1。

不同的物质对磁场的影响非常大，因此引出了一个辅助矢量——磁场强度H。

磁介质内磁场强度H沿闭合路径的环流等于闭合路径包围的所有传导电流的代数和（存在磁介质时的环路安培定理）。

∮LH·dl=∑LI0i
象电流互感器之类的螺绕环磁场强度H
H=NI/2πr
r 为到磁环中心的半径。

磁感应强度矢量B与磁场强度矢量H的关系：
B=μ0H+μ0M
μ0真空磁导率；M磁化强度表示磁介质的磁化程度。

试验表明，在各向同性均匀磁介质中，M与H成正比，即
M=χm H
真空中没有介质时，M=0，得出：
B0=μ0H
M磁化强度表示磁介质的磁化程度，μ0真空磁导率
试验表明，在各向同性均匀磁介质中，B与H成正比，即
B=μ0（1+χm）H=μH
设μr=（1+χm），为相对磁导率
螺绕环中有磁介质的载流螺绕环，磁介质内的磁感应强度B
B=μH=μ0μrNI/2πr
μr磁介质相对磁导率，μ0真空磁导率。

磁场强度H单位是安/米（A/m）。

在磁路设计中H矢量有广泛的应用。

在互感器中就是励磁安匝与平均磁路长度的比值H=I·n /L，一般使用安匝每厘米（A/cm）单位。

磁性材料刚开始时O点随着电流nI变大，磁感应强度B也开始缓慢变大，当到a点时电时，B开始急剧变大，当到b点，B增加开始变慢，当到c点H再变大时，B几乎不再变大，我们说材料被磁化到了饱和。

达到饱和之后，无论H怎样增大，材料的磁感应强度也不再增大。

此时的磁感应强度称为饱和磁感应强度，用Bs来表示。

B－H关系画成曲线，就是材料B－H磁化曲线。

饱和磁感应强度是磁性材料的一个重要指标。

在SI中，磁场强度H单位是安[培]每米（A/m）。

在磁路设计中H矢量有广泛的应用。

磁导率μ：在各向同性的均匀磁介质中，B 与H 成正比关系：
B=μH
μ称为磁介质的磁导率 μ=B/H ， 磁介质的磁导率μ=μ0（1+χm ） 磁介质的相对磁导率μr =（1+χm ）
是磁化曲线上任意一点上B 和H 的比值。

磁导率实际上
代表了磁性材料被磁化的容易程度。

在磁化的不同阶段，材料的磁导率也不同，磁导率在最高点称为最大磁导率。

在磁化起始点的磁导率称为初始磁导率，简称初导。

磁导率是软磁材料的另一个非常重要的指标。

相对初始磁导率μi 定义为
在SI 中,磁导率的单位亨[利]每米（H/m ），常用T/（A/m ），T/（A/cm ），但一般用相对磁导率μr 来表示。

1（H/m ）=T/（A/m)=100T/（A/cm)，在有些资料上用特/奥（斯特）（T/Oe ）或高斯/奥（斯特）（Gs/Oe ），高斯与奥斯特都是以前的物理量。

1T=10000Gs ，1A/m=4πe-3 Oe ，磁导率为1Gs/Oe 的磁介质的相对磁导率为1。

相对磁导率μr 是无量纲量。

铁芯损耗角Ψ：要使磁性材料有磁感应强度B 时，必须要有磁场强度H 。

对于交流电，磁感应强度B 与磁场强度H 并不同步，磁感应强度B 总是落后于磁场强度H ，落后的角度就是铁芯损耗角。

磁导率和损耗角不是一个常量可以通过铁芯磁化特性曲线查到。

在电流互感器正常工作范围内，磁感应强度B 越大，铁芯损耗角越大。

电流互感器额定电流，额定电流比：额定电流本意为在此电流下可以长期工作而不会损坏，额定的输入输出电流分别称额定一次电流、额定二次电流，额定一次电流与额定二次电流比值称额定电流比，用Kn 表示。

对用户而言通常关心的是额定电流，在微型电流互感器额定电流标称为如：5A/2.5mA 表示额定一次电流5A 、额定二次电流2.5mA ，额定电流比为2000 。

额定电流是设计微型电流互感器的主要依据。

电流互感器比差：比差也称比值差：比差就是二次电流与实际一次电流按额定电流比折算成的理论二次电流的差值，并用与后者的百分数表示，对于未经过补偿的微型电流互感器的比差均为负值。

f=(I2-I1/Kn)/(I1/Kn) ×100%
f —比差% I2—二次电流A I1—一次电流A Kn —额定电流比
电流互感器角差：角差也称相位差：角差就是二次电流
反相后与一次电流的相位差，通常用分(′)表示,超前于一次电流相位差为正值,反之为负值。

对于未经过补偿的微型电流互感器的角差均为正值。

微型电流互感器HCT215-5A/5mA
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特点：超小外形，一次电流过孔Φ5，精度±0.1%
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其主要应用于低要求，低成本场合，如电流大小的位式判断等。

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HCT214-5A/5mA产品技术指标
Rogowski线圈--HR209
·输入电流：0-300A
·输出电压：电流微分di/dt 1mV±5%/A（50Hz）
·响应频率：1Hz-500KHz
·线性度：0.5%
·外形：17×16×19 φ8.5通孔mm
主要应用于测量严重畸变正弦波电流，冲击电流，脉冲电流（不能测量纯直流电流）
Rogowski线圈（洛氏线圈)又叫电流测量线圈、微分电流传感器，是一个均匀缠绕在非铁磁性材料上的环形线圈。

输出信号是电流对时间的微分。

通过一个对输出的电压信号进行积分的电路，就可以真实还原输入电流。

特点：不含铁磁性材料，无磁滞效应，几乎为零的相位误差；无磁饱和象，因而测量范围可从数安培到数百千安的电流；结构简单，并且和被测电流之间没有直接的电路联系；响应频带宽0.1Hz-1MHz。

与带铁芯的传统互感器相比，洛氏线圈具有测量范围宽，精度高，稳定可靠，响应频带宽，同时具有测量和继电保护功能，体积小、重量轻、安全且符合环保要求。

缺点：由于制造工艺和材料的限制，对于正常50Hz正弦波来说其准确度尚不及常规互感器。

最高一般只能做到0.5% 。

基于洛氏线圈的具有电流可实时测量、响应速度快、不会饱和、几乎没有相位误差的特点，故其可应用于继电保护，可控硅整流，变频调速，电阻焊等信号严重畸变的场合。

绝缘在线监测的耳目一匝穿芯式无源交流泄漏电流传感器
◆工作频率：50Hz
◆额定电流：10mA、20mA、30mA
◆测量范围：0.5～100mA（AC），
◆输出信号类型:
1、mV/mA；
2、变比电流输出；
◆比差：±0.1%
◆相位差：±1分
◆一次过孔Φ10mm
◆穿芯式无源；绝不影响被测设备的安全
◆环境温度：－30～+60℃；
◆金属外壳设计通用于室内外环境。

◆适用范围
交流泄漏电流传感器适用于1～500kV高压电气设备的接地引线泄漏电流及介损带电测试，绝缘在线监测系统，如CT、PT、CVT、主变套管、主变铁芯、各种避雷器、开关等。

◆设计特点：
此款传感器是专为各种电力设备的绝缘在线监测系统的交流泄漏电流采样而设计的。

由于泄漏电流通常为mA级，且必须用一匝穿芯结构，用常规互感器在如此小的安匝数下根本无法测量。

此款传感器采用“零磁通技术”自动补偿设计。

使互感器始终处于理想的“零磁通”工作，保证了其比值差和相位差的最高精度。

自动补偿的设计几乎不受温度、振动及磁滞回线的影响。

由于采用无源结构，无任何电子部件（有几个电阻），工作稳定可靠。

采用高导磁率的铁镍材料，其线性度、稳定性更高，性能更好。

金属外壳设计能防雨、防潮、防锈、抗电磁干扰等。

采用标准化设计，具有很好的互换性。

无需现场整定，只要安装完毕就可投入使用。

零磁通微型电流互感器
电流比：5A/2.5mA
工作频率：50Hz
在5%-120%测量范围内，
比差：±0.05% （实测±0.01%）比差线性：0.02% （实测0.01%）
相位差：±1分（实测±0.2分）相位差线性：0.5分（实测0.2分）
一次过孔Φ4
特点：
★精度高，改变了常规微型互感器5%测量点相位差大的缺陷（0.1级的电流互感器5%测量点相位差允许为15分，有些互感器则为几十分。

零磁通微型电流互感器5%测量点相位差±1分）；
★线性度好；
★无需外部电源。

★体积小19*17.5*18mm（长宽高）与HCT201类似。

主要应用于高要求的测量场合：如各种电力测量仪器等
零磁通电流互感器——零磁通指互感器的铁芯没有磁通（理论上）。

电流互感器的误差是由提供磁通的交变励磁电流产生，若把它降为零取消它，互感器就没有误差了。

零磁通电流互感器就是磁通为零的互感器。

理论零磁通电流互感器是没有误差的，但是由于不可能真正的做到零磁通，及分布电容漏感等原因，零磁通电流互感器还有误差的，但比一般的互感器的精度已提高了至少一个数量级。