第5章 电磁场与变压器
5.1 电磁感应定律 5.2 全电流定律
Φ=∫
S
r r r r B ⋅ d S = B ⋅ en S
α =ω t
r r = ( e y B0 sin ω t ) ⋅ ( en hw ) = B0 hw sin ω t ⋅ cos α = B0 hw sB hw(cos dt
0
2
ω t − sin 2 ω t )
r r ∂D Jd = 位移电流密度： 位移电流密度： ∂t
位移电流密度等于电位移矢量的时间变化率
单位 A/m2
}
r dq r ∫ Jd ⋅d S = d t S
5.2.3 全电流定律
r r 将传导电流与位移电流的总和称为全电流： 将传导电流与位移电流的总和称为全电流： J c + J d
r r r r r ∂D r ⋅d S 安培环路定律扩展为： 安培环路定律扩展为： ∫ H ⋅ d l = ∫ J c ⋅ d S + ∫ ∂t l S S
ε
dΦ d r r ε =− = − ∫ B⋅d S dt dt S
楞次定律
直观理解：感应电动势的符号总是与磁通变化率的正负相反 直观理解：感应电动势的符号总是与磁通变化率的正负相反 物理含义：闭合回路中，感应电动势产生的感应电流方向， 物理含义：闭合回路中，感应电动势产生的感应电流方向，总是使得它 所激发的磁场阻碍引起感应电动势的磁通量的变化。 所激发的磁场阻碍引起感应电动势的磁通量的变化。 阻碍引起感应电动势的磁通量的变化 感应电动势的分类： 感应电动势的分类： 感生电动势 动生电动势
时变电磁场
电磁感应定律 全电流定律 电磁场基本方程，分界面衔接条件 电磁场基本方程， 坡印廷定理和坡印廷矢量 正弦电磁场 动态位及其积分解 准静态场
第 5 章
开关变压器基本工作原理
“”单位制中真空导磁率，在空导磁率。
因此，只需要在一般可写成或但这里的或般称为相对导磁率，是一个不带单位的系数，而则要带单位。
出线圈匝数的计算通式。
过，励磁电流会在变压器铁芯中产生磁通因此，根据电磁感应定律，变压器铁芯中磁通ΔΔ = S×ΔB器初级线圈匝数的计算方法，即：两种方法同时考虑，根据偏重取折中。
是一个没有单位的系数，真空导磁率、圆截面直导线的电感倍，是磁比即可求出相对导磁率的大小。
时，“ ”受磁场强度为流过变压器初级线圈的励磁电流，（磁场强度增量∆H和磁通密度增量∆B的对应关系还可以用下式表示：本上都是固定的，并且是单极性脉冲，其磁滞回线的面积相对来说很小，因此，铁芯的脉冲导磁率几的概念来描述。
或磁通增长的幅度与下降的幅度就基本一样大。
或磁通下面我们继续对变压器铁芯的初始磁化曲线过程进行详细分析。
或磁通对应变化的曲线图。
图或磁通和各个直流脉冲电压之间变化的曲线图。
或磁通就或磁通增长的幅度大于下降的幅度。
或磁通增长的幅度与下降的幅度才会一样大，这说概念。
脉冲变压器的脉冲导磁率由下式表示：）式中，称为脉冲静态磁化系数，或脉冲变压器的脉冲导磁率；为脉冲变压器铁芯中的磁通密度增量；为开关变压器的平均导磁率；为开关变压器铁芯中的平均磁场强度增量。
因此，变压器的脉冲导磁率几乎可以看成是一个常数。
的概念来描述。
平均导磁率的线积分，等于穿过该环路所有电流强度代度）的代数和恒等于磁压降（为磁场强度，为磁路中磁场强度为的平均长度）的代数和。
亦可解释为：磁场强度的平均值与任何闭合回路平均长度的乘积，等于穿过该环路所有电流强度的代数）式中，为变压器铁芯中的磁场强度增量，为变压器初级线圈的匝数，）式中的就是励磁电流的最大值定理中输入电压与磁通和磁通变化率，以及磁通与磁通密度等关系，即可求得：式中，为开关变压器的平均导磁率；为脉冲变压器的脉冲导磁率，或脉冲静态磁化系数；为在某测试脉冲电压幅度和宽度的条件下，开关变压器铁芯中的磁通密度增量；为在某测试脉冲电压为开关变压器初级线圈的匝数；为开关变压器为流过开关变压器初级线圈励磁电流的最大值；前面我们比较详细地介绍了平均导磁率和脉冲导磁率的概念，以后我们还会碰到初始导磁率、大导磁率、（铁磁材料导磁率与真空导磁率之比，和有效导磁率等概念，初始导磁率和最大导磁率以及相对导磁率一般比较容易理解，下面重点介绍一下有效导磁率的概念。
电磁感应、电磁场电磁波的知识点总结全
可编辑修改精选全文完整版高二物理电磁感应、电磁场电磁波的知识点总结2012.6一、产生感应电流的条件：1.磁通量发生变化（产生感应电动势的条件）2.闭合回路*引起磁通量变化的常见情况：（1）线圈中磁感应强度发生变化（2）线圈在磁场中面积发生变化（如：闭合回路中的部分导体做切割磁感线运动）（3）线圈在磁场中转动二、感应电流的方向判定：1.楞次定律：（适用磁通量发生变化）感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
关于“阻碍”的理解：（1）“阻碍”是“阻碍原磁通量的变化”，而不是阻碍原磁场；（2）“阻碍”不是“阻止”，尽管“阻碍原磁通量的变化”，但闭合回路中的磁通量仍然在变化；（3）“阻碍”是“阻碍变化”，当原磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反——阻碍原磁通量的增加；当原磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同——阻碍原磁通量的减少。
2．右手定则：（适用导体切割磁感应线）伸开右手，让拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，让磁感线垂直从手心进入，拇指指向导体运动的方向，其余四指指的就是感应电流的方向。
其中四指指向还可以理解为：感应电动势高电势处。
*应用楞次定律判断感应电流方向的具体步骤①明确闭合回路中原磁场方向（穿过线圈中原磁场的磁感线的方向）。
②把握闭合回路中原磁通量的变化（φ原是增加还是减少）。
③依据楞次定律，确定回路中感应电流磁场的方向（B感取什么方向才能阻碍φ原的变化）。
④利用安培定则，确定感应电流的方向（B感和I感之间的关系）。
*楞次定律的拓展1．当闭合回路中磁通量变化而引起感应电流时，感应电流的效果总是阻碍原磁通量的变化。
(增反减同)2．当线圈和磁场发生相对运动而引起感应电流时，感应电流的效果总是阻碍二者之间的相对运动（来斥去吸）。
3．当线圈中自身电流发生变化而引起感应电流时，感应电流的效果总是阻碍原电流的变化（自感现象）。
三、感应电动势的大小：1. 法拉第电磁感应定律：在电磁感应现象中，电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。
变压器电磁场分析与控制方法与技巧
变压器电磁场分析与控制方法与技巧随着电力系统的日益发展，变压器作为电力传输和配电的重要设备之一，其性能的稳定性和可靠性变得尤为重要。
在变压器运行过程中，电磁场是一个不可忽视的因素，因为它不仅对变压器本身产生影响，还可能对周围环境造成潜在危害。
因此，对变压器的电磁场进行分析和控制变得至关重要。
本文将探讨变压器电磁场分析的方法，并介绍一些控制方法和技巧。
一、变压器电磁场分析方法1. 有限元法有限元法是一种常用的分析变压器电磁场的方法。
该方法可以将复杂的电磁场问题离散化成一个个小的单元，通过对这些单元进行计算和求解，最终得到整个问题的解。
有限元法可以较准确地模拟变压器的电磁场分布情况，并根据计算结果来进行优化设计。
2. 等效电路法等效电路法是另一种常用的分析变压器电磁场的方法。
该方法将变压器的电磁场分布情况抽象成一个等效的电路模型，通过求解电路的参数来分析电磁场的强度和分布。
等效电路法相对于有限元法来说计算简化，但准确度相对较低，适用于快速评估变压器的电磁场情况。
3. 统计方法统计方法是一种通过大量样本对变压器电磁场进行分析的方法。
这种方法通过收集实际变压器的数据，并根据这些数据进行统计分析，得出电磁场分布的概率统计特性。
通过统计方法可以对不同情况下的变压器电磁场进行评估，为优化设计提供参考依据。
二、变压器电磁场控制方法与技巧1. 电磁屏蔽设计为了减少变压器电磁场对周围环境的干扰，通常采用电磁屏蔽设计。
该设计通过增加屏蔽材料和结构，将变压器的电磁场限制在一定范围内，避免对周围设备和人员产生不良影响。
同时，在设计变压器时可考虑将敏感部位进行屏蔽，进一步降低电磁场水平。
2. 地理位置选择变压器的地理位置选择也是电磁场控制的一个重要方面。
将变压器远离敏感设备和人员密集区域，选择开阔的场地和安静的环境，可以有效减少电磁场对周围环境的影响。
3. 线圈布局优化合理的线圈布局可以减少变压器的电磁场泄漏。
通过优化线圈的设计和布局，减少线圈之间的电磁相互影响，降低电磁场强度和分布。
《电磁兼容原理、技术及及应用》第5章 接地及搭接汇编
第5章 接地及搭接
为同时满足宽频系统中低频单点接地和高频多点接地的不 同要求，可利用电容器对高频相当于短路（高频地）、对低 频相当于开路的特点来实现。
混合接地
第5章 接地及搭接
系统工作在低频状态，为避免公共阻抗耦合，串联 单点接地。但系统暴露在高频强电场中，屏蔽电缆 需要双端接地，图示结构解决了这个问题。
解决地环路干扰的方法：基本思路是有两个：一个是减小地线的阻抗， 从而减小干扰电压。另一个是增加地环路的阻抗，从而减小地环路电流。
第5章 接地及搭接
综上所述，单点接地适用于低频，多点接地适用于高 频。一般来说，频率在1 MHz以下可采用一点接地方式； 频率高于10 MHz应采用多点接地方式；频率在1～10 MHz之间，可以采用混合接地(在电性能上实现单点接地、 多点接地混合使用)。
783m 10.6
的
5M 2.13 35.5 2.7 41.3 3.57 50
3.86 53
直 径
10M 4.26 71.2 5.4 82.8 7.14 100 7.7
106
作
50M 21.3 356 27 414 35.7 500 38.5 530
用 减
100M 42.6
54
71.4
77
小
150M 63.9
81
107
115
1. 导体的阻抗与频率关系很大。 2. 导体的阻抗低频时与截面尺寸关系大，高频时关系小。
第5章 接地及搭接
干扰控制接地有３种基本的接法：浮地、单点接地和多 点接地，以及由单点接地和多点接地派生出来的混合接地。
高中物理必修二目录
高中物理必修二目录第一章：电磁感应与电磁场1.1 电磁感应的基本概念• 1.1.1 磁通量的概念• 1.1.2 法拉第电磁感应定律• 1.1.3 感生电动势和感应电流的方向1.2 电磁感应现象的实际应用• 1.2.1 电磁感应现象在发电机中的应用• 1.2.2 电磁感应现象在变压器中的应用• 1.2.3 电磁感应现象在感应炉中的应用1.3 磁场的基本概念与电荷的运动规律• 1.3.1 磁感线与磁场的方向• 1.3.2 磁场与电荷受力的关系• 1.3.3 电荷在磁场中运动的轨迹1.4 磁场中电荷的运动与电流的感生• 1.4.1 线圈在磁场中的转动• 1.4.2 通过直线导线的电流感生电动势• 1.4.3 磁感应强度与磁场强度的关系第二章：磁性与电磁感应2.1 磁性材料及其分类• 2.1.1 磁性材料的基本特征• 2.1.2 磁性材料的分类及特点2.2 磁场的产生与判断• 2.2.1 没有电流的直导线在空间产生磁场• 2.2.2 直导线及其线圈的磁场判断2.3 电流产生的原因• 2.3.1 磁感线切割导线产生感生电流• 2.3.2 闭合回路中感生电流的时间变化规律2.4 电磁铁、电磁铁门和电磁继电器的工作原理• 2.4.1 电磁铁的工作原理• 2.4.2 电磁铁门的工作原理• 2.4.3 电磁继电器的工作原理第三章：电磁感应的应用3.1 发电机• 3.1.1 发电机的基本构造和工作原理• 3.1.2 正常情况下的发电机输出电流• 3.1.3 发电机的效率和功率3.2 变压器• 3.2.1 变压器的基本构造和工作原理• 3.2.2 变压器的性能参数• 3.2.3 变压器的利用和应用范围3.3 感应炉• 3.3.1 感应炉的原理和结构• 3.3.2 感应炉的应用场景和优点• 3.3.3 感应炉的能效特点第四章：电磁振荡和交流电4.1 电磁振荡的基本概念• 4.1.1 电磁振荡的基本特征• 4.1.2 电磁振荡的频率和周期4.2 电磁振荡的实例及其应用• 4.2.1 LC振荡电路的特点• 4.2.2 电磁振荡在无线通信中的应用4.3 交流电的基本概念• 4.3.1 交流电的基本特征• 4.3.2 交流电的各种表示方法4.4 交流电的相关电参数• 4.4.1 交流电电压的幅值、频率和相位• 4.4.2 交流电电流的幅值、频率和相位第五章：电磁波及其应用5.1 电磁波的基本特征• 5.1.1 电磁波的产生和传播• 5.1.2 电磁波的传播速度和频率5.2 电磁波谱• 5.2.1 电磁波的分类• 5.2.2 不同频段电磁波的应用5.3 无线电技术的基本原理和应用• 5.3.1 无线电技术的基本原理• 5.3.2 无线电技术的应用场景5.4 雷达和光纤通信的基本原理• 5.4.1 雷达的工作原理和应用• 5.4.2 光纤通信的工作原理和应用以上为《高中物理必修二》的目录大纲，涵盖了电磁感应与电磁场、磁性与电磁感应、电磁感应的应用、电磁振荡和交流电、电磁波及其应用等五个章节。
电磁场在电气工程中的应用
电磁场在电气工程中的应用电磁场是电气工程中一个重要的概念和理论基础，它在电气工程领域的应用十分广泛。
电磁场产生于电荷的运动和变化，是电荷周围空间中的物理场。
本文将从电磁场在电力系统、通信系统和电器设备中的应用入手，来详细介绍电磁场在电气工程中的实际运用。
一、电磁场在电力系统中的应用电力系统是指发电、输电、变电和配电等环节组成的能量传输系统。
在电力系统中，电磁场的应用主要涉及电磁感应、电气设备和电场效应等方面。
1. 电磁感应电磁感应是指当导体内的磁通发生变化时，导体内产生感应电动势的现象。
电磁感应的应用十分广泛，如发电机利用电磁感应原理将机械能转化为电能，变压器利用电磁感应原理实现电压的升降。
2. 电气设备电气设备是指在电力系统中传输、分配和使用电能的各种设备，如开关、继电器、变压器等。
这些电气设备采用电磁场的原理实现电流的开闭、信号的传递和变压变流等功能。
3. 电场效应电场效应是指当导体处于电场中时，导体表面出现电荷分布和电场强度变化的现象。
电力系统中的输电线路通过设计合理的电场分布，使得电力的输送更加稳定和高效。
二、电磁场在通信系统中的应用通信系统是指信息的传递和交换系统。
在通信系统中，电磁场的应用主要涉及电磁波传播和电磁波与物体的相互作用等方面。
1. 电磁波传播电磁波是指由电场和磁场相互作用而形成的波动现象。
通信系统利用电磁波的传播特性，如频率、波长和传播速度等，实现信息的远距离传输，如无线电、手机和卫星通信等。
2. 电磁波与物体的相互作用电磁波与物体的相互作用是指电磁波与物体之间的散射、吸收和反射等现象。
通信系统中的天线利用电磁波与物体的相互作用原理，实现信号的接收和发射。
三、电磁场在电器设备中的应用电器设备是指日常生活和工作中使用的各种电子设备，如家用电器、计算机和电子器件等。
在电器设备中，电磁场的应用主要涉及电路设计和磁性材料的使用等方面。
1. 电路设计电磁场是电路中电流传输的媒介，电路设计需要考虑电磁场的分布和扩散。
网络变压器工作原理
网络变压器工作原理
网络变压器是一种将电能进行变压或隔离的电器设备。
其工作原理主要基于法拉第电磁感应定律以及互感现象。
网络变压器由两个绕组组成，其中有一个称为“主绕组”，另一个称为“副绕组”。
主绕组通常与电源相连接，而副绕组则与负载设备相连接。
当电流通过主绕组时，它会产生一个电磁场。
根据法拉第电磁感应定律，这个变化的磁场会在副绕组中产生一个感应电动势。
这个感应电动势将导致副绕组中的电流流动。
根据互感现象，主绕组和副绕组的电磁场是相互耦合的，因为它们彼此靠近并通过铁芯连接。
这种耦合使得主绕组中的变化电流能够有效地传递到副绕组中。
通过改变主绕组和副绕组的匝数比例，网络变压器可以实现输入电压与输出电压之间的变换。
如果主绕组的匝数比副绕组大，输出电压将会降低；如果主绕组的匝数比副绕组小，输出电压将会升高。
此外，网络变压器还可以提供电气隔离，使输入电路与输出电路相互隔离，从而确保用户的安全性。
总之，网络变压器通过利用法拉第电磁感应和互感现象，将输入电压变换为输出电压，并提供电气隔离，实现了电能的传递和变换。
电磁场理论优秀课件
麦克斯韦方程组描述了时变电磁场中时变电场与时变磁场相 互依存又相互制约，并以有限速度在空间传播，形成电磁波旳普 遍规律。此时，电磁场量旳鼓励与响应不是同步发生旳，场量旳 时间变量t与空间变量r有关。但在许多工程问题中，尤其在电气 设备、电力传播、生命科学等领域，时变电磁场旳频率教低，因 而在某些特定旳情况下，能够忽视二次源 B 或 D 旳作用，
例5-3 研究具有双层有损介质旳平板电容器接至直流电压 源旳过分过程，如图5-3所示。[书p.195例5-4]
解：设电容器在t≤0-时
处于零状态，极板上没有电
S
荷，即E1(0-)=E2(0-)=0,u(0-)
=0；t≥0+时，电容器旳端电 压被强制跃变，即u(0+)=U。
U
o
根据电容旳伏安关系
ε2 γ2 ε1 γ1
内外导体之间旳坡印亭矢量是
S E H •
•
•
••
U I
2 2 ln
b a
ez
同轴线传播旳平均功率应是坡印亭矢量在内外导体之间旳横截面
S上旳面积分，即
P
Re
S
••
U I
2 2 ln
b
a
dS
• ReUln
•
I
b a
b a
d
•
Re[U
•
I
]
P Re
••
U I
dS
• ReU
•
I
t
旳库仑电场Ec和感应电场Ei。在低频电磁场中，假如感应电场Ei
远不大于旳库仑电场Ec，则能够忽视Bt 现无旋性
旳作用，这时旳电场呈
E （E c E i） E c 0 （5-1）
(完整版)电磁场对变压器ansoft仿真作业
电磁场仿真作业
问题：利用Ansoft maxwell 14进行变压器的仿真模拟，并且利用有限元方法对其进行剖分，求解磁感应强度B。
1、打开ansoft软件，新建工程。
2、用maxwell进行3D作图，如下图所示。
①首先绘制磁芯，如下图可以看到U型薄片。
②从上面菜单选择Draw\Sweep\Along Vector，构成立体图形。
③选中磁芯，在左下方的属性栏中修改物体的材质，选中铁氧体（ferrite）
④绘制绕组，先画出轮廓线。
⑤做矩形，在菜单栏中选择Draw\Sweep\Along path，绘制绕组，并且选择材料为铜copper。
⑥选中磁芯绕组最好绘制的矩形，做镜像复制。
再平移，完成变压器磁铁和绕组的绘制，如下图所示。
3、设置边界条件和激励源。
①建立有限元分析的边界，如下图所示。
②对绕组电流进行赋值，设置为8A。
4、用菜单栏，设置求解参数，3D仿真较慢，可以适当降低求解误差。
然后按叹号进行仿真。
5、仿真结果
①对绕组进行剖分单元，如下图所示
②对磁铁部分进行剖分分析结果。
④磁感应强度B大小及其分布，仿真图如下图所示。
⑤磁感强度B矢量仿真效果图如下图所示、
⑥剖分各单元参数值。
⑦选择Mag_B就可以看磁密的情况。
初中电学课件
过程。
结构组成
详细描述电机的结构组成，包括 定子、转子、换向器、电刷等主 要部件，以及各部件的作用和相
互关系。
变压器原理与结构
变压器种类
介绍电力变压器、自ຫໍສະໝຸດ 变压器、互感器等不同种类的变压器原理和 结构特点。
工作原理
电流方向
规定正电荷定向移动的方 向为电流的方向，自由电 子定向移动的方向与电流 的方向相反。
电阻与欧姆定律
电阻
表示导体对电流阻碍作用 的大小，导体的电阻越大 ，对电流的阻碍作用越强 。
欧姆定律
导体中的电流与导体两端 的电压成正比，与导体的 电阻成反比。
电阻定律
导体的电阻与导体的长度 成正比，与导体的横截面 积成反比。
电磁感应的应用
变压器
利用电磁感应原理，实现电压、 电流和阻抗的变换。
发电机
将机械能转化为电能，是电磁感应 现象的重要应用之一。
无线电通信
通过电磁波传递信息，实现远距离 通信。
04
电机与变压器
电机原理与结构
电机种类
介绍直流电机、交流电机、步进 电机、伺服电机等不同种类的电
机原理和结构特点。
工作原理
初中电学课件
• 电学基础知识 • 电路分析 • 电磁感应与电磁场 • 电机与变压器 • 安全用电与环境保护
01
电学基础知识
电荷与电流
01
02
03
电荷
物体带电是由于缺少或有 多余的电子，带正电的物 体缺少电子，带负电的物 体有多余的电子。
电流
电荷的定向移动形成电流 ，电流的大小等于单位时 间内通过导体横截面的电 荷量。
《交变电磁场》课件
在电场的作用下，物质的分子或原子会发生极化现象，即正 负电荷中心分离，形成电偶极子。
磁场对物质的作用
磁场对物质的磁化作用
在磁场的作用下，物质的分子或原子会发生磁化现象，即产生磁偶极矩，形成磁畴结构 。
磁场对物质的洛伦兹力作用
在磁场和运动电荷的共同作用下，电荷会受到洛伦兹力的作用，导致电荷的运动轨迹发 生偏转。
THANKS
新型材料在交变电磁场领域的应用将进 一步拓展，为电磁场理论和技术的发展 提供新的思路和方向。
VS
详细描述
随着科技的不断发展，新型材料如碳纳米 管、石墨烯等在交变电磁场领域的应用逐 渐受到关注。这些新型材料具有优异的电 学、热学和力学性能，为交变电磁场的发 展提供了新的可能性。
高频、高强度交变电磁场的研究
《交变电磁场》PPT课件
contents
目录
• 交变电磁场概述 • 电磁场基本理论 • 交变电磁场的产生与变化 • 交变电磁场对物质的作用 • 交变电磁场的应用实例 • 交变电磁场的发展趋势与展望
01
交变电磁场概述
定义与特性
总结词
交变电磁场的定义和特性
详细描述
交变电磁场是指电磁场的强度、方向和相位随时间变化的电磁场。它具有周期 性、振荡性和方向性的特点，是电磁波传播的媒介。
交变电磁场对物质的综合作用
交变电磁场对物质的电动力学效应
在交变电磁场的作用下，物质中的电荷和电流会受到电动力学的效应，如电磁感应、电磁波的传播等 。
交变电磁场对物质的热效应
在交变电磁场的作用下，物质会产生热效应，即电磁能转化为热能，引起物质温度的升高。
05
交变电磁场的应用实例
交流电机的原理与应用
变压器电磁兼容性设计与测试技术
变压器电磁兼容性设计与测试技术随着现代电子技术的高速发展，我们日常使用的电子产品不断升级换代。
而在这个过程中，电磁兼容性（EMC）问题变得越来越突出。
当电子设备之间发生EMC问题，会造成电磁波干扰，可能导致设备失灵、数据丢失甚至设备的损坏。
因此，EMC问题已经成为电子产品设计中必须重视的因素之一。
对于变压器，作为电子产品中不可或缺的部分，其EMC设计与测试也变得越来越重要。
一、变压器电磁兼容性设计的要点在变压器的设计中，EMC问题需要从以下几个方面入手：1、电子元件选型在变压器设计时，需要考虑到使用的电子元件是否符合EMC标准。
选用符合EMC要求的元件能够有效地减少电子产品之间的干扰产生。
同时，元件选型也需要考虑到其电磁兼容性参数，例如元件的尺寸、材料等，以确保其最小化电磁辐射。
2、线圈结构设计变压器的线圈结构对于其EMC性能具有影响。
在线圈的设计中需要考虑到线圈的布局、层数、绕组类型等因素。
选择合适的线圈结构能够有效地减缓电场和磁场的相互作用，有效降低辐射幅度。
3、壳体设计变压器的壳体材料以及结构也会对其EMC性能产生影响。
使用合适的材料和设计壳体结构，能够有效地减少电子元件之间的干扰产生，同时保障其安全性。
二、变压器EMC测试的方法1、辐射发射测试辐射发射测试是指以变压器作为整体电路进行测试，检测其所发射的电磁波信号强度。
通过测试其辐射信号的谐波值、频率以及输出功率等参数，可判断其是否满足相关标准要求。
2、抗干扰测试抗干扰测试主要是指在变压器工作状态下，之间是否受到相邻电子设备的干扰。
可以通过将变压器放置在不同环境下，测试其工作稳定性，以判断其是否满足标准要求。
三、变压器EMC测试硬件为了有效地进行变压器EMC测试，需要选用专业的硬件设备。
这些硬件设备包括：1、扫频信号源扫频信号源用于测试变压器的电磁波发射。
该设备能够产生可调频率信号，以测试变压器输出的EMC信号的频率范围和谐波值等参数。
2、频率计频率计用来检测变压器发射的信号频率。
电工技术基础与技能知识点
电工技术基础与技能知识点一、概要电工技术作为现代工业和科技领域不可或缺的一部分，涵盖了广泛的实践应用与理论知识体系。
本文旨在概述电工技术基础与技能知识点的主要内容，帮助读者了解该领域的核心概念和基本原理。
本文将介绍电工技术的基本概念、电路基础知识、电气设备及其运行原理、电气安全知识以及实践操作技能要求。
这些内容共同构成了电工技术的核心知识体系，为工程师和技术人员在工业、建筑、通信等领域进行电气工作提供了重要的理论基础和实践指导。
通过掌握这些基础知识和技能，电工能够在实际工作中解决各种电气问题，确保电力系统的稳定运行和安全可靠。
1. 介绍电工技术的重要性和应用领域。
电工技术作为一项核心科技技能，对于现代社会的发展和运作起着至关重要的作用。
它涉及到电气科学知识的多个领域，为我们日常生活中电力设备的安装、维修和使用提供了重要支撑。
本文旨在深入探讨电工技术基础与技能的核心知识点，首要部分为电工技术的重要性和应用领域。
电工技术的重要性不容忽视，尤其是在当代信息化社会中。
几乎各个领域和行业都需要运用到电工技术，无论是工业制造、交通运输、通讯科技还是家庭生活。
在工业领域，电工技术为机器设备的运行维护提供了技术支持，确保了生产线的稳定运行和工厂的正常生产。
在交通运输方面，从汽车到高速铁路的电气设备，都需要电工技术的精细维护和维修保障其运行安全。
通讯科技的飞速发展也离不开电工技术的支持，包括电话通讯、互联网连接等都需要稳定的电力供应和高效的电路系统。
至于应用领域，电工技术的涉及范围相当广泛。
在家庭生活中，电线布线、电路维修以及家用电器的安装和维护都需要有一定的电工知识基础。
商业和工业领域的应用更为广泛和深入，包括但不限于电机维修、电力分配系统的设计和维护、电气设备的安装和调试等。
电力系统自动化、智能电网的建设和发展也是电工技术的重要应用领域之一。
随着科技的进步和创新，电工技术的应用领域还将不断拓展和深化。
电工技术的重要性和应用领域体现在社会生产和生活的各个方面。
变压器绕组设计与分析
变压器绕组设计与分析一、引言变压器作为重要的电力设备，广泛应用于电力系统中。
其中，绕组是变压器的核心组成部分，直接影响变压器的性能和效率。
本文将着重探讨变压器绕组的设计与分析，包括绕组类型、设计原则以及分析方法等。
二、绕组类型1. 根据功能划分：变压器绕组可分为一次绕组和二次绕组。
一次绕组连接于输入电源，是输入端的绕组；二次绕组连接于输出电路，是输出端的绕组。
2. 根据绕组连接方式划分：变压器绕组可分为同心绕组和分散绕组。
同心绕组由多个圆柱形线圈叠加而成，各线圈共用同一个铁心；分散绕组的线圈则分别安放于铁心的不同部位。
三、绕组设计原则1. 匝数设计原则：根据变压器的变比关系，一次绕组与二次绕组之间的匝数比应满足变比关系。
一般情况下，根据输入与输出电压的设定，可以确定匝数比，从而设计合适的绕组。
2. 电流密度设计原则：绕组的电流密度决定了变压器的载流能力和发热情况。
合理的设计应考虑绝缘材料的热耐受能力和导热性能，以保证正常运行和安全性。
3. 铜配比设计原则：铜导体的选择和使用对绕组的性能至关重要。
在绕组设计中，应综合考虑电导率、成本和制造工艺等因素，确定适宜的铜配比。
四、绕组分析方法1. 电磁场分析：使用有限元分析等计算方法，对绕组进行电磁场分析，通过数值模拟计算得出绕组的电磁特性，如感应电压、电流分布等，为优化设计提供依据。
2. 热场分析：绕组的热特性对变压器的工作寿命和可靠性影响巨大。
通过热场分析，可以预测绕组的温度分布及发热情况，以确定合适的散热措施，提高绕组的稳定性。
3. 动力学分析：在变压器正常运行和异常情况下，会产生振动和声音等现象。
通过动力学分析，可以研究绕组的机械特性，如应力分布、振动频率等，以提高变压器的稳定性和可靠性。
五、结论绕组作为变压器的核心组成部分，其设计与分析对于变压器的性能和效率至关重要。
合理的绕组设计应考虑匝数关系、电流密度和铜配比等因素，并通过电磁场分析、热场分析和动力学分析等方法进行综合优化。
电磁场在电力系统中的应用
电磁场在电力系统中的应用电力系统是现代社会不可或缺的基础设施，而电磁场作为电力系统中的重要组成部分，发挥着至关重要的作用。
本文将探讨电磁场在电力系统中的应用，并深入探讨其在输电、变压器和电动机中的作用。
一、电磁场在输电中的应用输电是电力系统中的重要环节，通过输电线路将发电厂产生的电能传输到用户端。
在输电过程中，电磁场起着关键的作用。
首先，输电线路是由导体构成的，当电流通过导体时，会产生磁场。
这个磁场的强度和方向与电流的大小和方向有关。
通过合理设计输电线路的布局和导体的截面积，可以最大程度地减小输电线路的电阻和电感，提高输电效率。
其次，输电线路中的电磁场还对周围环境产生影响。
高压输电线路的电磁场会对人体健康和动植物生长产生一定的影响。
因此，在输电线路规划和设计中，需要考虑电磁场对周围环境的影响，采取相应的防护措施，以保障人与环境的安全。
二、电磁场在变压器中的应用变压器是电力系统中的重要设备，用于改变电压的大小。
在变压器中，电磁场起着至关重要的作用。
当输入电流通过变压器的一侧线圈时，会在另一侧线圈中产生电磁感应，从而实现电压的转换。
这是基于法拉第电磁感应定律的原理。
同时，变压器中的电磁场还会对变压器的性能产生影响。
例如，电磁场的强度和频率会影响变压器的损耗和效率。
因此，在变压器的设计和制造过程中，需要综合考虑电磁场对变压器性能的影响，以确保变压器的稳定运行和高效工作。
三、电磁场在电动机中的应用电动机是电力系统中的重要设备，用于将电能转化为机械能。
在电动机中，电磁场起着关键的作用。
电动机的转子和定子之间通过电磁场的相互作用实现转动。
当电流通过电动机的定子线圈时，会在转子中产生磁场，从而实现转子的转动。
这是基于洛伦兹力的作用原理。
同时，电动机中的电磁场也会对电动机的性能产生影响。
例如，电磁场的强度和频率会影响电动机的输出功率和效率。
因此，在电动机的设计和制造过程中，需要综合考虑电磁场对电动机性能的影响，以确保电动机的稳定运行和高效工作。
高中物理关于变压器
高中物理关于变压器变压器是一种用来改变电压大小的机械设备，是电力系统中重要的组成部分。
它的工作原理是利用了电磁感应原理，它不仅能够改变电压大小，还能够调节电流、抗电磁干扰，从而为电力系统提供稳定的电源。
变压器可以用来将电压从一个较低的大小调到一个较高的大小，也可以将电流从一个较高的大小调到一个较低的大小，这些变压器分别称为升压器和降压器。
通常变压器的输入电压范围在0到1000伏，而输出电压可以调节在5V-600V之间。
变压器的结构和原理很简单，它由一个交流电源、两个磁芯和一对绕组组成，两个磁芯被称为铁心，他们之间穿有一对绕组。
此外，变压器还包括一个桥接装置来实现连接。
在变压器工作时，输入电压通过一个绕组，令铁心发生磁感应，磁感应的电磁场会传播到另一个绕组，而不会穿过铁心，然后穿过另一个绕组变成输出电压。
因为磁感应的电磁场传播被抑制，所以输出电压会比输入电压要低，以此来达到降压的效果。
另外，当输入电压的大小变化时，输出电压也会随之变化，以达到调节电压的目的。
此外，变压器还具有抗电磁干扰的作用。
由于变压器中有一对绕组，当电磁场作用于其中一个时，就会经由磁感应而产生另一个电磁场。
另外，电磁场作用于另一个时，就会产生一个抵消电磁场，从而抑制电磁干扰。
变压器有多种类型，要根据应用来选择不同的变压器，如：电源变压器、抗干扰变压器、变频变压器等。
其中，电源变压器最常用的用途是用来改变电压大小，其输入电压和输出电压之间的比值有多种不同的模式；抗干扰变压器拥有良好的抗电磁干扰能力，因此在电源系统中很常见；变频变压器是一种特殊类型的变压器，它具有较高的效率和调节范围大的特点，用来控制驱动电机的转速，从而达到节能的目的。
综上所述，变压器是一种用来改变电压大小的机械设备，可以将输入电压调到较高或较低的电压，它具有抗电磁干扰的作用，也可以用来调节电流，是电力系统中重要的组成部分。
电路基础原理电路与电磁场的相互作用
电路基础原理电路与电磁场的相互作用在现代社会中，电路已成为我们生活的基础。
我们几乎每天都与电流、电压和电器相互作用。
然而，电路的基础原理并不仅仅局限于电能的传输和利用，还涉及到电路与电磁场的相互作用。
电磁场是由电荷和电流产生的。
当电流通过导线时，周围会形成一个电磁场。
这个电磁场的强弱取决于电流的大小和方向。
而电磁场的存在又会对电路产生一定的影响。
首先，电磁场可以干扰电路的正常工作。
我们知道，电磁波在空间中传播，而电路中的导线就像天线一样，能够感受到周围的电磁波。
当有强烈的电磁波通过电路附近时，会产生电磁干扰，干扰电路中的信号传输和电子设备的正常工作。
这就是我们常说的电磁干扰。
为了减小电磁干扰，我们通常会采取屏蔽措施。
屏蔽可以阻挡电磁波的传播，减小电磁波对电路的影响。
电脑、手机和其他电子设备的外壳通常都是金属材料制成的，这样可以起到屏蔽的作用。
另外，有些特殊的电缆和线路也会采用屏蔽层，来减小电磁干扰。
除了干扰电路，电磁场还可以被电路利用。
电磁感应是电磁场与电路相互作用的一种重要方式。
当导体相对于磁场运动或磁场变化时，就会产生感应电动势。
这个现象被称为电磁感应。
电磁感应是很多电子设备和电路的基础原理之一。
例如，发电机的工作原理就是利用电磁感应。
通过旋转磁场和线圈的相互作用，电能可以被转换成机械能。
同样，变压器也是利用电磁感应来改变电压的装置。
当交流电通过变压器的一侧线圈时，会在另一侧线圈中产生电磁感应，从而改变输出电压。
电磁感应还被广泛应用于无线通信中。
在无线电通信中，收音机和手机等设备都会利用电磁波的感应来接收无线信号。
电磁感应的原理也在射频识别（RFID）技术中得到了应用。
通过将电子标签与射频读写器相互作用，可以实现无线识别和数据传输。
总的来说，电路基础原理涉及到电路与电磁场的相互作用。
电磁场不仅可以干扰电路的正常工作，还可以被电路利用。
电磁感应是电子设备和电路工作的基础之一，也是实现无线通信和射频识别等技术的重要原理。
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学习目标：1. 了解铁磁材料的磁性能，铁磁材料的分类 、磁滞回线、磁化曲线。
2. 了解交流铁心线圈等效电路，掌握交直流铁心线圈的工作特点，掌握交流铁心线圈电路的电压平衡方程式。
3. 熟悉直流电磁铁、交流电磁铁的特点、吸力特性。
4. 熟悉变压器工作原理，掌握电压、电流、电阻的变换公式及其来源和条件，在多绕组变压器中应掌握正确判断同名端方法，并学会利用同名端的概念确定正确的连接方法。
5.1 磁路的基本知识5.1.1磁路的基本物理量1.磁路的基本概念大多数电气设备都是运用电与磁及其相互作用等物理过程实现能量的传递和转换的，例如直流电机、异步电机是运用载流导体在磁场中将产生电磁力这种物理现象实现将电能转换成机械能。
因此在上述电气设备中都必须具备一个磁场，这个磁场是线圈通以电流产生的，通过线圈的电流叫励磁电流。
要使较小的励磁电流能够产生足够大的磁通，在变压器、电机及各种电磁元件中常用铁磁物质做成一定形状的铁心，由于铁心的导磁系数比周围其它物质的导磁系数高很多，因此磁通差不多全部通过铁芯而形成一个闭合回路，；这部分磁通称为主磁通Φ，所经过的路径叫磁路，如图5.1所示。
另外还有很少一部分经过空气而形成闭合路径，这部分磁通叫漏磁通Φσ。
图5.1 磁路2.磁感应强度磁感应强度是表示磁场内某点的磁场强弱和方向的物理量，它是一个矢量，用B 表示。
它的方向就是该点磁场的方向，它与电流之间的方向可用右手螺旋定则来确定，其大小是用一根电导线在磁场中受力的大小来衡量的。
（该导线与磁场方向垂直）即Il FB（5-1）式中，F 为磁力，单位为牛顿（N ）；I 为通过导线的电流，单位为（A ）；l 为导线的长度，单位为米（m ）。
在国际单位位制中，B 的单位为特斯拉（韦伯/米2），简称特，用T （Wb/m 2）表示。
磁感应强度的大小也可用通过垂直于磁场方向单位面积的磁力线数来表示。
3.磁通在磁场中，磁感应强度B 与垂直于磁场方向的某一截面积S 的乘积称为磁通Φ，即=ΦS B Φ=（5-2）也就是说，磁通Φ是垂直穿过某一截面磁力线的总数。
根据电磁感应定律的公式有dt d Ne Φ-= （5-3）在国际单位制中，Φ的单位为伏·秒（V ·S ），通常称为韦伯，用Wb 表示。
4.磁场强度磁场强度是进行磁场计算时引用的一个辅助计算量，也是矢量，用H 表示。
通过它来确定磁场与电流间的关系。
在工程上，要确定通过导线和线圈的电流用其产生磁通之间的关系是工程计算的重要内容之一。
例如电磁铁的吸力大小就取决于铁芯中磁通的多少，而磁通的多少又与通入线圈的励磁电流大小有关。
对空心线圈要计算磁场与电流之间的关系比较简单，因为介质是空气，它的导磁系数是个常数，所以空心线圈产生的磁通是与励磁电流成正比的。
当线圈中具有铁心时，因为铁磁物质的磁饱和现象、导磁系数不是常数，磁通与励磁电流之间不再是正比关系，这样在研究与计算磁路时就比较麻烦，为了简化起见，引入磁场强度这样一个辅助量，当磁路由一种磁性材料组成，且各处截面积S 相等，如图5.2所示，根据磁路的安培环路定律，磁路的磁场强度为l INH =（5-4）式中，I 为励磁电流，N 为线圈匝数，l 为磁路的平均长度，H 的单位为安培每米，用A/m 表示。
5．磁导率磁导率µ是一个用来表示磁场介质磁性的物理量，也就是用来衡量物质导磁能力的物理量。
在国际单位制中，µ的单位为享/米，用H/m 表示。
真空的磁导率是一个常量，用µ0表示。
m H /10470-⨯=πμ，任一种物质的磁导率µ和真空的磁导率µ0的比值，称为该物质的相对磁导率r μ，即0μμμ=r （5-5）引入磁导率µ后，磁感应强度B 的大小等于磁导率µ与磁场强度H 的乘积，即H B μ= （5-6） 这说明在相同磁场强度的情况下，物质的磁导率愈高，整体的磁场效应愈强。
5.1.2磁路的基本定律1.磁路的欧姆定律如图5.3所示是最简单的磁路，设一铁心上绕有N 匝线圈，铁心的平均长度为l ，截面图5.2 磁路的磁场强度积为S ，铁心材料的磁导率为µ。
当线圈通以电流I 后，将建立起磁场，铁心中有磁通Φ通过。
假定不考虑漏磁，则沿整个磁路的Φ相同，则由式(5-2)、(5-4)、(5-6)式可知S l INlNI S SH BS μμμ====Φ （5-7）图5.3 简单的磁路从上式可以看出，NI 愈大则Φ愈大，S lμ愈大则Φ愈小，NI 可理解为是产生磁通的源，故称为磁动势，用符号F 表示，它的单位是安·匝（A ·匝）。
S l μ对通过磁路的磁通有阻碍作用，故称为磁阻，用R m 表示，它的单位是1/享（1/H ），记为H -1。
12)/(]][[][[-===Hmm H m S l R m μ（[ ]表示单位的意思） （5-8）于是有m R F=Φ （5-9）式（5-9）与电路的欧姆定律相似，故称为磁路的欧姆定律。
磁动势相当于电势，磁阻相当于电阻，磁通相当于电流。
即线圈产生的磁通与磁动势成正比，与磁阻成反比。
若磁路上有n 个线圈通以不同电流，则建立磁场的总磁动势为∑==ni iiI NF 1（5-10）必须指出，式（5-9）表示的磁路欧姆定律，只有在磁路的气隙或非铁磁物质部分是正确的，才保持磁通与磁动势成正比例的关系。
在有铁磁材料的各段，R m 因µ随B 或Φ变化而不是常数，这时必须利用B 与H 的非线性曲线关系，由B 决定H 或由H 决定B 。
2．磁路的基尔霍夫磁通定律 (1)基尔霍夫磁通定律计算比较复杂的磁路问题，常涉及汇合点上多个磁通的关系。
如图5.4所示为有两个励磁线圈的较复杂磁路。
设磁路分为三段1l 、2l 、3l ，各段的磁通分别为1Φ、2Φ、3Φ，它 们的参考方向标在图中，H 和B 的参考方向与磁通一致（相关联），故未另标出。
如忽略漏磁通，根据磁通连续性原理，在1Φ、2Φ、3Φ的汇合点做一闭合面S ，即穿入任一封闭面的总磁通量为零。
式（5-11）与电路的KCL 形式相似，故称为基尔霍夫磁通定律。
如果把穿出闭合面S 的磁通前面取正号，则穿入闭合面S 的磁通前面应取负号，即各分支磁路连接处闭合面上磁通代数和等于零321=Φ+Φ-Φ-（5-11）∑=Φ（5-12）图5.5 不同材料组成的磁路 图5.6 例5.1 磁路如考虑有漏磁通，磁通连续性原理和基尔霍夫磁通定律仍然成立，不过要把漏磁通计算在内。
(2)基尔霍夫磁压定律若磁路是由几种不同的材料和长度及截面积组成，如图5-5所示的继电器的磁路，它是由1l 、2l 、3l串联闭合而成，其总磁动势为)()(333222111321S l S l S l R R R NI F m m m μμμ++Φ=++Φ==332211333222111H l H l H l l B l B l B ++=++=μμμ （5-13）式中，11H l 、22H l 、33H l 称为磁路各段的磁压降。
（5-13）式说明，在磁路中，沿任意闭合路径磁压降的代数和等于总磁动势。
式13在形式上与电路中KVL 相似，故称为磁路的基尔霍夫定律。
例5.1 在图5.6所示铁心线圈中通直流，磁路平均长度=l 30cm ，截面积S=10 cm 2，N=1000匝，材料为铸钢，工作点上相对磁导率1137=r μH/m 。
（1）欲在铁心中建立磁通Φ=0.01Wb ，线圈电阻r=100Ω，应加多大电压U ？（2）若铁心某处有一缺口，即磁路中有一空气隙，长度=l 0.2cm ，铁心和线圈的参数不变，此时需要多大电流，才能建立0.01Wb 的磁通。
解: （1）11010001.0S Φ4=⨯==-B TmA BBH r /7001041137170=⨯⨯===-πμμμr μ并非常数，它随B 值而变，一般在已知B 时查阅材料磁化曲线确定H，它与此处所得结图5.4 有两个励磁线圈的较复杂磁路果相同，说明给定的r μ是准确的。
总磁动势为 21010307002=⨯⨯===-Hl IN F A ·匝21.01000210===N F I A2110021.0=⨯==IR U V（2） 因气隙中的截面积和磁通与铁心相同，故B 0=1T ，所以5701081041⨯=⨯==-πμB H A/m1600102.01082500=⨯⨯⨯=-l H A ·匝总磁动势为1810160021000=+=+=='l H Hl IN F A ·匝8.110001810=='=N F I A在磁路中总是希望空气隙尽可能小，以降底气隙磁阻，使相应的磁动势建立更大的磁通。
5.2磁性材料磁性材料主要是指铁、镍、钴及其合金而言。
它们具有高导磁性、磁饱和性、磁滞性等基本特性 5.2.1高导磁性所有磁性材料的导磁能力都比真空大得多，它们的相对磁导率多在几百甚至上万，也就是说在相同励磁条件下，用磁性材料做铁心建立的磁场要比用非磁性材料做铁心建立的磁场大几百倍甚至上万倍。
由于这种特性使得各种电器、电机和电磁仪表等一切需要获取强磁场的设备，无不采用磁性材料作为导磁体。
利用这种材料在同样的电能下可以大大减轻设备体积和重理并能提高电磁器件的效率。
磁性材料为什么具有强磁性呢？这个问题可用磁畴理论来解释。
物质的磁性来源于原子的磁性，强磁物质的原子内部存在自发磁化的小区称为磁畴。
一块磁性材料可以分为许多磁畴，磁畴的方向各不相同，排列杂乱无章，对外界的作用相互抵消，不呈现宏观的磁性。
若将磁性材料置于外磁场中，则已经高度自发磁化的许多磁畴在外磁场的作用下，将由不同的方向改变到与外磁场接近或一致的方向上去，于是对外呈现出很强的磁性。
图5.7表示磁畴在无磁场及有外磁场作用下的情况。
（a ）无外磁场磁畴方向杂散 (b)有外磁场作用下磁畴方向趋于一致图5.7 磁畴示意图进一步分析可知，磁性材料的基本物理性质较之非磁性材料复杂得多，但就工程应用来说，不必从物质内部来研究磁性，只需掌握它们对外表现的磁性即可。
通常可通过实验的方法来测量出磁性材料的外部性能。
5.2.2磁饱和性磁性材料在磁化过程中，磁感应强度B 随磁场强度H 变化的曲线称为磁化曲线，如图5.8所示。
下面通过实验测取的磁化曲线说明磁性材料的基本特征。
该曲线由零开始，分四段，单调增加，其中OA 段部分是初始磁化阶段，AB 部分是磁性变化急剧阶段，BC 部分是磁性变化缓慢阶段，CD 部分是磁性饱和阶段。
初始磁化时，外磁场微弱，OA 部分上升很慢。
过A 点后在外磁场作用下，磁畴转向与外磁场方向趋于接近，故B 值上升以渐缓慢。
最后的CD 段为磁化接近饱和段，这时磁畴全部已转到与外磁场方向或接近外磁场方向，使磁化进入饱和。