磁路和铁心线圈剖析
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电工学课件第6章磁路与铁心线圈电路
电工学课件第6章磁路与 铁心线圈电路
磁路与铁心线圈电路是电工学的重要内容，深入了解磁场来源、铁磁材料特 性和磁路磁阻，能帮助我们理解电磁铁和铁心线圈电路的工作原理和计算方 法。
磁场的来源与特性
电流
通过电流可以创建磁场，磁场的特性由其方向和强度决定。
永磁体
永久磁体是通过原子磁偶极子排列达到自发磁化的，其磁场具有持久性。
磁路
磁路是指通过磁介质的路径，它 对于指定的磁场强度和磁通量起 着重要的影响。
磁路阻抗
磁路阻抗是描述磁路对磁通量产 生阻碍程度的物理量。
磁通量
磁通量是指通过某个截面的磁场 总量，它和磁场强度、磁路面积 以及磁路阻抗之间存在关系。
电磁铁的工作原理和特点
1 电磁激励
电流通过线圈产生磁场，使铁芯具有磁性。
电动势 法拉第电磁感应定律
洛伦兹力定义
电路方程
电动势和线圈自感、电流变化 率的关系
电动势与线圈长度、磁感应强 度、线圈电流和外加磁场的关 系
磁场与磁感应强度的计算
安培定理
根据安培定理，通过封闭回路 的总磁感应强度等于通过该回 路的总电流。
磁场强度
磁场强度是单位长度内的磁通 量，与电流和回路形状有关。
磁感应强度
磁感应强度是介质内某点的磁 场强度，与磁导率和磁场强度 有关。
铁心线圈电路中的电动势和电路方程
现象 带电线圈的磁场变化
外加磁场中的线圈
电磁感应
电磁感应是指磁场与导体运动或改变状况相互作用产生的电流和电动势。
铁磁材料的特点及磁滞回线
1
磁导率高
铁磁材料具有较高的磁导率能够达到较高的磁化强度，在磁路中发挥重要作用。
3
磁滞回线
铁磁材料的磁滞回线描述了其磁化和去磁过程中的能量损耗和延迟现象。
磁路与铁心线圈电路是电工学的重要内容，深入了解磁场来源、铁磁材料特 性和磁路磁阻，能帮助我们理解电磁铁和铁心线圈电路的工作原理和计算方 法。
磁场的来源与特性
电流
通过电流可以创建磁场，磁场的特性由其方向和强度决定。
永磁体
永久磁体是通过原子磁偶极子排列达到自发磁化的，其磁场具有持久性。
磁路
磁路是指通过磁介质的路径，它 对于指定的磁场强度和磁通量起 着重要的影响。
磁路阻抗
磁路阻抗是描述磁路对磁通量产 生阻碍程度的物理量。
磁通量
磁通量是指通过某个截面的磁场 总量，它和磁场强度、磁路面积 以及磁路阻抗之间存在关系。
电磁铁的工作原理和特点
1 电磁激励
电流通过线圈产生磁场，使铁芯具有磁性。
电动势 法拉第电磁感应定律
洛伦兹力定义
电路方程
电动势和线圈自感、电流变化 率的关系
电动势与线圈长度、磁感应强 度、线圈电流和外加磁场的关 系
磁场与磁感应强度的计算
安培定理
根据安培定理，通过封闭回路 的总磁感应强度等于通过该回 路的总电流。
磁场强度
磁场强度是单位长度内的磁通 量，与电流和回路形状有关。
磁感应强度
磁感应强度是介质内某点的磁 场强度，与磁导率和磁场强度 有关。
铁心线圈电路中的电动势和电路方程
现象 带电线圈的磁场变化
外加磁场中的线圈
电磁感应
电磁感应是指磁场与导体运动或改变状况相互作用产生的电流和电动势。
铁磁材料的特点及磁滞回线
1
磁导率高
铁磁材料具有较高的磁导率能够达到较高的磁化强度，在磁路中发挥重要作用。
3
磁滞回线
铁磁材料的磁滞回线描述了其磁化和去磁过程中的能量损耗和延迟现象。
磁路与铁芯线圈电路解读
饱和
在交变磁场的每一周内，M(B)-H曲线构成一个封闭回路， 这个回路曲线称为磁滞回线。
2019/2/26 15
磁滞回线与磁畴的关系
磁滞现象是由于掺 杂和内应力等的作 用，当撤掉外磁场 时磁畴的畴壁很难 恢复到原来的形状， 而表现出来。
2019/2/26
16
3.1.2铁磁材料的磁性能
B
磁滞回线中B的变化总 是落后于H的变化说明 铁磁材料具有磁滞性；
铁磁材料内 部的磁畴排列杂 乱无章，磁性相 互抵消，因此对 外不显示磁性。
（b）有外磁 场情况
磁畴因受外磁场作用而顺着外 磁场的方向发生归顺性重新排列， 在内部形成一个很强的附加磁场。 使铁磁才材料内的磁感应强度大大 增强.这就是磁化现象.
9
2019/2/26
3.1.2铁磁材料的磁性能
2.磁饱和性
B H曲线
大致分为四段 开始M的增加比较缓慢 后来增加较快 之后又慢下来, 最后达到饱和磁感应强 度(Bs ）
附点,漆点,饱和点
2019/2/26
12
磁化曲线
B
磁导率μ是B-H曲线上的 斜率 铁刺材料的磁化起始段 和饱和段μ值都不大,但 在漆点附近达到最大值.
O O
H 所以,电器工程上通常要 H
永久磁铁会使磁铁磁性减小。
(3)加反向磁场法：加反向磁场，提供一个矫顽力Hc ,使铁磁质退磁。 (4)加交变衰减的磁场：使介质中的磁场逐渐衰减为0 ，应用在录音机
铁磁材料具有很强的导磁能力,在外磁 场作用下,其内部的磁感应强度会大大增 强.相对磁导率可达102~104
铁磁材料之所以具有高导磁性，是因 为在它们的内部具有一种特殊的物质结 构—磁畴。
2019/2/26 8
磁路与铁芯线圈电路(共14张PPT)
Φ=BS 磁通Φ又表示穿过某一截面S的磁力线根数，磁感应强度 B在数值上可以看成与磁场方向相垂直的单位面积所通过的 磁通，故又称磁通密度。磁通的国际单位为韦伯（Wb）.
第3页，共14页。
3.磁场强度 磁场强度沿任一闭合路径l的线积分等于此闭合路径所包围的
电流的代数和。磁场强度 H的国际单位是安培/米（ A/m）。 它的方向与磁感应强度B的方向相同。 4.磁导率
解 :（1）由变压比的公式，可以求出副边的匝数为 N2U U1 2N1232601100180
（2）由有功功率公式P2=U2I2cosφ，灯泡是纯电阻负载， cosφ=1，可求得副边电流.11A 36
由变流公式，可求得原边电流为
I1 I2N N1 2 1.1111180000.18
【例4-1】 有一台电压为220/36 V的降压变压器，副边接一盏36 V、40 W的灯泡，试求:（1）若变压器的原边绕组N1=1100匝，副边绕组匝
的，线圈总是装 在铁芯上。开关电器中 数应是多少?（2）灯泡点亮后，原、副边的电流各为多少?
F=NI =Σ I
电磁铁的衔铁上还装有弹簧 铁芯线圈可以通入直流电来励磁（如电磁铁），产生的磁通是恒定的，在线圈和铁芯中不会感应出电动势来，在一定的电压下，线圈中的电流
上式中线圈匝数与电流乘积称为磁通势，用字母F表示，即
F=NI 磁通势的单位是安培（A）。联立上面几个式子，则有
铁损主要由两部分组成 （1）涡流损耗 （2）磁滞损耗
HS NI L/ S
如果线圈中的铁芯换上导磁性能差的非磁性材料，而磁通势 c时，减小电流使H由Hm逐渐减小，B将
磁感应强度B与垂直于磁力线方向的面积S的乘积称为穿过该面的磁通Φ，即
第4章 磁路与铁芯线圈电路
第3页，共14页。
3.磁场强度 磁场强度沿任一闭合路径l的线积分等于此闭合路径所包围的
电流的代数和。磁场强度 H的国际单位是安培/米（ A/m）。 它的方向与磁感应强度B的方向相同。 4.磁导率
解 :（1）由变压比的公式，可以求出副边的匝数为 N2U U1 2N1232601100180
（2）由有功功率公式P2=U2I2cosφ，灯泡是纯电阻负载， cosφ=1，可求得副边电流.11A 36
由变流公式，可求得原边电流为
I1 I2N N1 2 1.1111180000.18
【例4-1】 有一台电压为220/36 V的降压变压器，副边接一盏36 V、40 W的灯泡，试求:（1）若变压器的原边绕组N1=1100匝，副边绕组匝
的，线圈总是装 在铁芯上。开关电器中 数应是多少?（2）灯泡点亮后，原、副边的电流各为多少?
F=NI =Σ I
电磁铁的衔铁上还装有弹簧 铁芯线圈可以通入直流电来励磁（如电磁铁），产生的磁通是恒定的，在线圈和铁芯中不会感应出电动势来，在一定的电压下，线圈中的电流
上式中线圈匝数与电流乘积称为磁通势，用字母F表示，即
F=NI 磁通势的单位是安培（A）。联立上面几个式子，则有
铁损主要由两部分组成 （1）涡流损耗 （2）磁滞损耗
HS NI L/ S
如果线圈中的铁芯换上导磁性能差的非磁性材料，而磁通势 c时，减小电流使H由Hm逐渐减小，B将
磁感应强度B与垂直于磁力线方向的面积S的乘积称为穿过该面的磁通Φ，即
第4章 磁路与铁芯线圈电路
磁路与铁芯线圈(电磁铁)课件
压力传感器
利用磁路与铁芯线圈检测压力，实现物理量 的测量。
05
磁路与铁芯线圈(电磁铁)的未来发展
磁路与铁芯线圈(电磁铁)的发展趋势
技术创新
随着科技的不断进步，磁路与铁 芯线圈(电磁铁)的设计和制造将 更加精密和高效，以满足不断变
化的应用需求。
环保与节能
随着环保意识的提高，磁路与铁 芯线圈(电磁铁)将更加注重节能 和环保，采用更高效的材料和设
计，降低能耗和资源消耗。
智能化与自动化
磁路与铁芯线圈(电磁铁)将与物 联网、人工智能等先进技术结合 ，实现智能化控制和自动化生产
，提高生产效率和产品质量。
磁路与铁芯线圈(电磁铁)的未来挑战
技术瓶颈
随着应用领域的不断拓展，磁路与铁芯线圈(电磁铁)面临的技术瓶 颈也日益突出，需要不断突破和创新。
市场竞争
隔离变压器
利用磁路与铁芯线圈产生磁场 ，实现电路的隔离。
自耦变压器
利用磁路与铁芯线圈产生磁场 ，实现电路的自动控制。
在传感器中的应用
磁性传感器
利用磁路与铁芯线圈检测磁场，实现物理量 的测量。
位置传感器
利用磁路与铁芯线圈检测位置，实现物理量 的测量。
电流传感器
利用磁路与铁芯线圈检测电流，实现物理量 的测量。
磁场通过铁芯得到增 强。
铁芯线圈的应用
01
02
03
04
直流电机
利用铁芯线圈产生磁场，驱动 转子旋转。
变压器
通过改变铁芯线圈的匝数实现 电压变换。
继电器
利用铁芯线圈控制电路的通断 。
传感器
检测磁场变化，实现非电量到 电量的Байду номын сангаас换。
03
磁路与铁芯线圈(电磁铁)的设计
利用磁路与铁芯线圈检测压力，实现物理量 的测量。
05
磁路与铁芯线圈(电磁铁)的未来发展
磁路与铁芯线圈(电磁铁)的发展趋势
技术创新
随着科技的不断进步，磁路与铁 芯线圈(电磁铁)的设计和制造将 更加精密和高效，以满足不断变
化的应用需求。
环保与节能
随着环保意识的提高，磁路与铁 芯线圈(电磁铁)将更加注重节能 和环保，采用更高效的材料和设
计，降低能耗和资源消耗。
智能化与自动化
磁路与铁芯线圈(电磁铁)将与物 联网、人工智能等先进技术结合 ，实现智能化控制和自动化生产
，提高生产效率和产品质量。
磁路与铁芯线圈(电磁铁)的未来挑战
技术瓶颈
随着应用领域的不断拓展，磁路与铁芯线圈(电磁铁)面临的技术瓶 颈也日益突出，需要不断突破和创新。
市场竞争
隔离变压器
利用磁路与铁芯线圈产生磁场 ，实现电路的隔离。
自耦变压器
利用磁路与铁芯线圈产生磁场 ，实现电路的自动控制。
在传感器中的应用
磁性传感器
利用磁路与铁芯线圈检测磁场，实现物理量 的测量。
位置传感器
利用磁路与铁芯线圈检测位置，实现物理量 的测量。
电流传感器
利用磁路与铁芯线圈检测电流，实现物理量 的测量。
磁场通过铁芯得到增 强。
铁芯线圈的应用
01
02
03
04
直流电机
利用铁芯线圈产生磁场，驱动 转子旋转。
变压器
通过改变铁芯线圈的匝数实现 电压变换。
继电器
利用铁芯线圈控制电路的通断 。
传感器
检测磁场变化，实现非电量到 电量的Байду номын сангаас换。
03
磁路与铁芯线圈(电磁铁)的设计
磁路与铁芯线圈(电磁铁)课件
稀土永磁材料
如钕铁硼、钐钴等，具有高剩磁 、高磁能积和稳定的化学性质， 广泛应用于电机、发电机和变压
器等领域。
铁氧体磁性材料
成本低、稳定性好，主要用于制 作电磁铁、磁力离合器等。
纳米磁性材料
具有超顺磁性、高矫顽力等特点 ，在磁记录、磁流体等领域有广
阔的应用前景。
新型电磁铁的设计与应用
微型化设计
随着微电子技术的发展，电磁铁的尺寸越来越小，性能更加优异，可应用于微型电机、传感器等领域 。
2023 WORK SUMMARY
磁路与铁芯线圈(电磁 铁)课件
REPORTING
目录
• 磁路的基本概念 • 铁芯线圈的工作原理 • 电磁铁的应用 • 磁路与铁芯线圈的设计 • 磁路与铁芯线圈的实验研究 • 磁路与铁芯线圈的发展趋势
PART 01
磁路的基本概念
磁场与磁力线
磁场
磁力作用的空间，由磁体或电流 产生。
铁芯形成磁路，使磁场得以集中并通过。磁路中的磁阻会影响磁场的强度和分布 。
电磁感应与电动势
法拉第电磁感应定律
当磁场发生变化时，会在导体中产生 电动势，电动势的大小与磁通量变化 碍引起感 应电流的磁通量的变化。
PART 03
电磁铁的应用
直流电磁铁
总结词
利用直流电产生稳定磁场
使用不同材料的铁芯，研究其对磁场的影响。
电磁铁的应用实验
电磁吸力实验
通过电磁铁吸合不同质量的物体 ，观察吸力与电流、匝数的关系
。
电磁继电器实验
利用电磁铁控制电路的通断，实现 自动控制功能。
电磁感应实验
通过电磁感应现象，研究线圈中感 应电动势的产生和变化。
PART 06
磁路与铁芯线圈的发展趋 势
磁路与铁芯线圈电路讲解
?
0.9
4? ? 10?7
? 0.2? 10? 2
? 1440A
F ? V0 ? V1 ? 195? 1440 ? 1635A
N ? F ? 1635 ? 1635匝 I1
16/42
6.2 交流铁心线圈电路
电磁关系
交流铁心线圈：铁心磁通发生改变时会在线圈中产生 感应电动势。
铁心线圈的磁通大部分经过铁心闭合称为主磁通，少 部分通过周围空气闭合称为漏磁通，主磁通与对应 的电流呈非线性关系，电感也是非线性的；而漏磁 通经过的介质为空气，电流与漏磁通呈线性关系， 电感是线性的。实际上主磁通与漏磁通难以区分。
21/42
等效电路
铁心线圈(注意参考方向)：
i R1 uR
u
Xσ
uσ R0 u0 X0
R0：铁耗等效电阻 Xσ+X 0：线圈感抗
P ? PCu ? PFe PCu ? R1I 2 PFe ? R0 I 2
Q ? XI 2 ? ( X? ? X 0 )I 2
Z ? R ? jX ? (R ? R0 ) ? j( X? ? X0 )
P 100 R ? I 2 ? 3.42 ? 8.65?
R0 ? R ? R1 ? 8.65 ? 2.4 ? 6.25?
Z ? U ? 220 ? 64.7? I 3.4
X ? Z 2 ? R2 ? 64.72 ? 8.652 ? 64.1?
24/42
6.3 变压器
心式变压器
?
i1
i2
N1 N2
壳式变压器
环形铁心线圈，磁路平均长度39.2cm ，磁路中含有一段
长度为0.2cm 的气隙，铁心磁导率0.0018H/m ，线圈
电路分析第8章磁路和铁芯线圈电路的概念
线曲化磁始起的料材磁铁 1.2.8
。小更 。降 下 。大较
�。加增有略仅 H 随 B 时这�和饱磁深较入进则段 dc ��点和饱磁的线曲为称点c�慢缓趋又长增的 B 段 cb ��性磁导高的料材磁铁映反�长增速迅 H 随 B 段 ba
。小 较
。 线 曲 化 磁 始 起 的 料 材 磁 铁 为 称2 线 曲 。长增性线慢缓H随 B�线曲化磁的料材性磁非是1线曲 线曲H -B
质 性 本 基 的 路 磁 2 .1 .8
理 原 性 续 连 通 磁 、1
米�安�位单的H
数 匝 安
2 2
2 2
i N � 1i1N � i � � lH iN � i � � lH
l �H i N � 1i1N
l �H iN
号正取 ”数 匝安“ 时系 关旋 螺手右 合符间流电与H 。同相向方的B度强应感磁与向方其�关无率导磁的质 介磁中场磁与�关有N数匝的圈线及布分的流电与还�比 正 成 流 电 励 激 与 度 强 场 磁 见 可 。 和 数 代 的 流 电 部 全 的围 包 所径路合闭该过穿于等积乘的径路合闭与H度强场磁 律 定 路 环 培 安 、2
�
。间 空用作 的力 磁电是 往 往 隙气� 隙气 括包也 间中 �成组 料材 磁铁由 要主 路磁
较比的路电、路磁及律定路磁 3.8
。量通 磁的 面闭封 该出 穿于等 量通 磁的面 闭封 入进 。 零于 等和数 代的 通磁面 闭封 一任出 穿和 入进
3 � � 2 � � 1�
0 � 3 � � 2 � � 1� 0 � ��
。磁退向反→化磁向反→磁退→化磁复反线回滞磁沿将心铁 � 时 用 作 流 电变 交 于 处 圈 线 当 。 线 回 滞 磁 为 称 线 曲 合 闭 此 �化变线曲合闭 S�D�R� SDRS 沿则B度强应感磁的应相 �时化变序次SH→cH→O→SH-→cH-→O→SH按H当 。 热 变 心 铁 使 �耗 损 滞 磁 起 引 向 转 性 期周 畴 磁 力顽矫为称cH 磁 剩为称 r B
第6章磁路与铁心线圈-PPT精选文档
第6章 磁路与铁心线圈电路
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目录
6.1 磁路及其分析方法 6.2 交流铁心线圈电路 6.3 变压器 6.4 电磁铁
返回
2
6.1 磁路及其分析方法 ——6.1.1 磁场的基本物理量
磁场的特性可用磁感应强度、磁通、磁场强 度、磁导率等几个物理量表示。
一、磁感应强度
与磁场方向相垂直的单位面积上通过的磁通（磁
二、电压电流关系
据KVL有：
uiRee iRe(L
di
eiNNddt
di) u dt
e eσ
ΦLddti
Φσ
iRL
(e) dt
uRu u/
当 uUmsint V为正弦时，
上式中的各量可视作正弦量，于是上式可用相量表示：
相量表示式：U IU (R RjjX X)IU U //uiiRRLeddeti(e)
•真空中的磁导率为常数
041 07H/m 8
•一般材料的磁导率 和真空磁导率 0 的比值，称为 该物质的相对磁导率 r
r
0
或
r
H
0H
B B0
r 1非磁性材料 r 1磁性材料
9
—— 6.1.2 磁性材料的磁性能
磁性材料的磁性能
高导磁性、磁饱和性、磁滞性、非线性
一、磁路
i
u1
u2
线圈
铁心
线圈通入电流后，产生磁通，分主磁通和
漏磁通Φσ 。
13
二、磁路的欧姆定律
对于环形线圈 NIHlBl l
S
NI F l Rm
S
磁路的 欧姆定律
说明 F=NI为磁通势 l为磁路的平均长度
1返回
目录
6.1 磁路及其分析方法 6.2 交流铁心线圈电路 6.3 变压器 6.4 电磁铁
返回
2
6.1 磁路及其分析方法 ——6.1.1 磁场的基本物理量
磁场的特性可用磁感应强度、磁通、磁场强 度、磁导率等几个物理量表示。
一、磁感应强度
与磁场方向相垂直的单位面积上通过的磁通（磁
二、电压电流关系
据KVL有：
uiRee iRe(L
di
eiNNddt
di) u dt
e eσ
ΦLddti
Φσ
iRL
(e) dt
uRu u/
当 uUmsint V为正弦时，
上式中的各量可视作正弦量，于是上式可用相量表示：
相量表示式：U IU (R RjjX X)IU U //uiiRRLeddeti(e)
•真空中的磁导率为常数
041 07H/m 8
•一般材料的磁导率 和真空磁导率 0 的比值，称为 该物质的相对磁导率 r
r
0
或
r
H
0H
B B0
r 1非磁性材料 r 1磁性材料
9
—— 6.1.2 磁性材料的磁性能
磁性材料的磁性能
高导磁性、磁饱和性、磁滞性、非线性
一、磁路
i
u1
u2
线圈
铁心
线圈通入电流后，产生磁通，分主磁通和
漏磁通Φσ 。
13
二、磁路的欧姆定律
对于环形线圈 NIHlBl l
S
NI F l Rm
S
磁路的 欧姆定律
说明 F=NI为磁通势 l为磁路的平均长度
第十一章 磁路与铁芯线圈
I＋
－
A
1
2
Us
1′ S
2′
N L
S
Rw
1、铁磁物质的起始磁化曲线
B和H均从零开始增大所得到的磁化曲线称为起始磁化曲线。 oa段：曲线上升缓慢，这是由于磁畴的惯性，当H从零开 始增加时，B增加缓慢，称为起始磁化段。
ab段:随着H的增大，B几乎直线上升，这是由于磁畴在外 场作用下，大部分都趋向H方向，B增加很快，曲线很陡，称直 线段。
通电线圈产生的磁场如图4所 示，磁感线是一些围绕线圈的闭合 曲线，其方向也可用安培定则来判 定。
图2 条形磁铁的磁感线
图3 通电直导线的磁场
图4 通电线圈的磁场
1．磁感应强度B
磁感应强度B是表征磁场中某点的磁场强弱和方向的物 理量，是个矢量。可用磁感线的疏密程度来表示，磁感线 的密集度称为磁通密度。在磁感线密的地方磁感应强度大， 在磁感线疏的地方磁感应强度小。其大小定义为：
如图(a)所示，当无外磁场作用时，磁畴排列杂乱无章， 磁性相互抵消，对外不显磁性；如图(c)所示，当有外磁场 作用时，磁畴将沿着磁场方向作取向排列，使之与外磁场 方向趋于一致，物质整体显示出磁性来，使磁场显著加强 称为磁化。即磁性物质能被磁化。
(A)
未 磁 化 H 磁 化
(B)
磁化曲线铁磁性物质的磁感应来自度B随磁场强度H变化的 曲线，称为磁化曲线，也叫B—H曲线。。
穿过曲面的电流为I1、I2，其中I2两次穿过曲面S； 电流I3不穿过 曲面S。电流I1的参考方向与环路绕行方向符合右手螺旋定则， 而I2的参考方向与环路绕行方向不符合右手螺旋定则。因此：
H d l I1 2I2
L
安培环路定理
磁路和铁心线圈电路
磁路和铁心线圈电路
汇报人：文小库
2024-01-10
CONTENTS
• 磁路概述 • 铁心线圈电路 • 磁路与铁心线圈电路的关系 • 磁路和铁心线圈电路的应用 • 磁路和铁心线圈电路的发展趋
势
01
磁路概述
磁路的基本概念
磁路
指磁力线在铁磁物质中形成的路径，是磁 感应线穿过铁心、绕过线圈的闭合路径。
线圈的匝数和电流的大小 可以改变磁场强度和磁通 量。
铁心线圈的电气特性
直流电阻
线圈的直流电阻取决于导线的材料和截面 积，以及线圈的匝数和长度。
交流电阻
由于集肤效应和邻近效应，交流电阻大于 直流电阻。
电感
铁心线圈具有电感，电感量与线圈的匝数 、磁路长度和截面积有关。
品质因数
品质因数表示线圈性能的好坏，与线圈的 损耗和电感量有关。
电动汽车
磁路和铁心线圈电路可以 用于电动汽车的电机控制 器，提高电机的效率和可 靠性。
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THANKS
04
磁路和铁心线圈电路的应用
电机控制中的应用
电机驱动
磁路和铁心线圈电路在电机驱动 中起着关键作用，通过控制电流 的流向和强度，可以精确地控制 电机的旋转方向和速度。
电机保护
利用磁路和铁心线圈电路，可以 监测电机的运行状态，当电机出 现异常时，能够及时切断电源， 保护电机不受损坏。
变压器设计中的应用
电压转换
磁路和铁心线圈电路是变压器实现电 压转换的核心部分，通过改变线圈的 匝数或铁心的尺寸，可以实现电压的 升高或降低。
电流调节
通过磁路和铁心线圈电路，可以调节 变压器输出的电流大小，以满足不同 负载的需求。
电磁感应加热中的应用
高效加热
汇报人：文小库
2024-01-10
CONTENTS
• 磁路概述 • 铁心线圈电路 • 磁路与铁心线圈电路的关系 • 磁路和铁心线圈电路的应用 • 磁路和铁心线圈电路的发展趋
势
01
磁路概述
磁路的基本概念
磁路
指磁力线在铁磁物质中形成的路径，是磁 感应线穿过铁心、绕过线圈的闭合路径。
线圈的匝数和电流的大小 可以改变磁场强度和磁通 量。
铁心线圈的电气特性
直流电阻
线圈的直流电阻取决于导线的材料和截面 积，以及线圈的匝数和长度。
交流电阻
由于集肤效应和邻近效应，交流电阻大于 直流电阻。
电感
铁心线圈具有电感，电感量与线圈的匝数 、磁路长度和截面积有关。
品质因数
品质因数表示线圈性能的好坏，与线圈的 损耗和电感量有关。
电动汽车
磁路和铁心线圈电路可以 用于电动汽车的电机控制 器，提高电机的效率和可 靠性。
谢谢您的聆听
THANKS
04
磁路和铁心线圈电路的应用
电机控制中的应用
电机驱动
磁路和铁心线圈电路在电机驱动 中起着关键作用，通过控制电流 的流向和强度，可以精确地控制 电机的旋转方向和速度。
电机保护
利用磁路和铁心线圈电路，可以 监测电机的运行状态，当电机出 现异常时，能够及时切断电源， 保护电机不受损坏。
变压器设计中的应用
电压转换
磁路和铁心线圈电路是变压器实现电 压转换的核心部分，通过改变线圈的 匝数或铁心的尺寸，可以实现电压的 升高或降低。
电流调节
通过磁路和铁心线圈电路，可以调节 变压器输出的电流大小，以满足不同 负载的需求。
电磁感应加热中的应用
高效加热
磁路与铁心线圈电路全
优化方法与技巧
• 仿真优化方法：通过计算机仿真 技术，模拟不同设计方案的工作 状态，选择最优方案。
优化方法与技巧
分阶段优化
将整个设计过程分为若干阶段，每个阶段进行局部优化。
多目标优化
同时考虑多个性能指标，进行多目标优化。
权衡取舍
在优化过程中，根据实际情况权衡不同性能指标的取舍。
设计实例与解析
01
磁阻
磁路中的阻碍磁通量通过 的阻力，与磁路的长度、 截面积和导磁材料的磁导 率有关。
磁路的基本定律
安培环路定律
磁场中穿过某一闭合曲线的磁通量等 于零，即磁场线不能从一点出发回到 同一点而不经过其他地方。
奥斯特实验定律
法拉第电磁感应定律
当磁场发生变化时，会在导体中产生 感应电动势。
电流产生磁场，电流越大，产生的磁 场越强。
影响电路的性能。
磁饱和
当磁路中的磁场强度过高时，铁 心会进入磁饱和状态，导致磁通 流量下降，影响电路的正常工作。
铁心线圈电路对磁路的影响
电流变化
01
铁心线圈电路中的电流变化会导致磁路中的磁场强度和方向发
生变化。
磁通量变化
02
铁心线圈电路中的电流变化会引起磁通量变化，进而影响磁路
的分布和平衡。
电磁感应
电磁铁是一种利用磁路和铁心线圈电 路的原理，产生强大磁力的电气设备。
电磁铁广泛应用于各种领域，如工业、 交通运输、医疗器械等，用于实现各 种自动化设备和装置的控制和驱动。
电磁铁主要由线圈和铁心组成，当电 流通过线圈时，产生磁场，该磁场与 铁心的相互作用产生强大的磁力。
05
磁路与铁心线圈电路的设 计与优化
设计原则与步骤
高效性
磁路及交流铁心线圈
1．磁路的欧姆定律
式中
为磁阻,
2．磁路基尔霍夫第一定律
3．磁路基尔霍夫第二定律
为磁导。
二、交流铁芯线圈
励磁电流为直流时，称为直流铁心线圈（如直流电磁铁、 直流继电器的线圈），当励磁电流为交流时，称为交流铁心线 圈（如交流电机、变压器的线圈）。
i
+
– e
u –
e+–+
N
主磁通 ：通过铁心闭合的 磁通。 与i不是线性关系。
O
到饱和值，这种现象称为磁 饱和性。从图中还可看出B 和H不成正比，所以磁性材 料的μ不是常数。
H
磁性材料的磁化曲线
（3）磁滞特性 若将磁性材料进行周期性磁化，磁感应强度 B随磁场强
度H 变化的曲线称为磁滞回线，如图所示。
从图中可见，当 H 已减到零 时， B 并未回到零值，而等于 Br 。这种磁感应强度滞后于磁场
磁路及交流铁心线圈
一、磁路及其基本定律
（一）磁路的概念 磁力线所通过的路径称为磁路。磁路主要由具有良好导 磁性能的磁性材料构成，如：硅钢片，铸铁等。
i1
u1 e1Βιβλιοθήκη N1N2e2
当线圈（通常被称为励磁线圈或励磁绕组）中通入电 流（通常被称为励磁电流）时，在线圈周围会形成磁场， 由于铁心的导磁性能比空气要好得多，所以绝大部分的磁 通将在铁心内通过，我们称它为主磁通或工作磁通；同时 有少量磁通会通过空气交链，我们称它为漏磁通，工程中 通常忽略不计。主磁通和漏磁通所通过的路径分别称为主 磁路和漏磁路。
或
3. 磁场强度H 磁场强度是计算磁场时所用的一个物理量，它也是个 矢量，根据安培环环路定理，沿任意闭合路径，磁场强度 的线积分等于该回路所包围的导体电流的代数和。
电路分析_磁路与铁心线圈电路讲解
斯拉（T）。
• 2. 磁通 • 把磁感应强度B和与它所垂直穿过的平面面
积 S的乘积，称为穿过该面积的磁感应强度
矢量的通量，简称磁通，用Φ 表示
Φ BS
Φ BS cos
在国际单位制中，磁通的单位是韦伯（Wb）
3.磁导率
磁导率：表示物质导磁性能的一个物理量。
▪真空中的磁导率 0 为常数
铁磁材料中的磁路
8.2.2 磁路定律
• 1. 磁路的基尔霍夫第一定律
Φ 0
2. 磁路的基尔霍夫第二定律
(Hl) (IN) 或 Um Fm
• 3. 磁路欧姆定律
Φ HS Hl Um
l Rm
S
磁位差U m 的单位为(A)，磁阻Rm 的单位为(1／H)，
磁通Φ的单位为(Wb)
直流电磁铁 电磁铁
交流电磁铁
于是有 H 2r NI
H NI
图8.4
2r
• 8.1.2 铁磁材料的磁化
物质由于在外磁场的作用下而显示出磁性，我们称该物质 （材料）被磁化了。
磁畴示意图
图8.7 磁滞回线
图8.8 不同材料磁滞回线 ① 软磁材料 ② 硬磁材料
8.2 磁路定律
• 8.2.1 磁路 • 磁通经过的路径称为磁路
0 4 10 7 （亨/米）
▪一般物质的磁导率 和真空中的磁导率之比，
称为这种材料的相对磁导率 r
r
0
r 1 ，则称为铁磁物质
r 1 ，则称为非铁磁物质
• 4. 磁场强度及安培环路定律
磁场强度:计算磁场时引用的一个物理量。
HB
磁场强度是矢量，方向与磁感应强度 B 相同。
• 解：如图8.3所示，通过P点以r为半径作一圆形闭合路
• 2. 磁通 • 把磁感应强度B和与它所垂直穿过的平面面
积 S的乘积，称为穿过该面积的磁感应强度
矢量的通量，简称磁通，用Φ 表示
Φ BS
Φ BS cos
在国际单位制中，磁通的单位是韦伯（Wb）
3.磁导率
磁导率：表示物质导磁性能的一个物理量。
▪真空中的磁导率 0 为常数
铁磁材料中的磁路
8.2.2 磁路定律
• 1. 磁路的基尔霍夫第一定律
Φ 0
2. 磁路的基尔霍夫第二定律
(Hl) (IN) 或 Um Fm
• 3. 磁路欧姆定律
Φ HS Hl Um
l Rm
S
磁位差U m 的单位为(A)，磁阻Rm 的单位为(1／H)，
磁通Φ的单位为(Wb)
直流电磁铁 电磁铁
交流电磁铁
于是有 H 2r NI
H NI
图8.4
2r
• 8.1.2 铁磁材料的磁化
物质由于在外磁场的作用下而显示出磁性，我们称该物质 （材料）被磁化了。
磁畴示意图
图8.7 磁滞回线
图8.8 不同材料磁滞回线 ① 软磁材料 ② 硬磁材料
8.2 磁路定律
• 8.2.1 磁路 • 磁通经过的路径称为磁路
0 4 10 7 （亨/米）
▪一般物质的磁导率 和真空中的磁导率之比，
称为这种材料的相对磁导率 r
r
0
r 1 ，则称为铁磁物质
r 1 ，则称为非铁磁物质
• 4. 磁场强度及安培环路定律
磁场强度:计算磁场时引用的一个物理量。
HB
磁场强度是矢量，方向与磁感应强度 B 相同。
• 解：如图8.3所示，通过P点以r为半径作一圆形闭合路
电工学第6章磁路和铁芯线圈电路
第6章
磁路和与铁心线圈电路
在很多电工设备中，不仅有电路的问题，同时还有磁路的问 题。只有同时掌握了电路和磁路的基本理论，才能对各种电工 设备作出作全面的分析。 本章结合磁路和铁心线圈电路的分析，讨论变压器和电磁铁, 作为应用实例。
6· 1 磁路及其分析方法
电工设备中，常用磁性材料做成一定形状的铁心。铁心的磁导 率比周围空气或其它物质的磁导率高得多，因此铁心线圈中电流 产生的磁通，绝大部分经过铁心而闭合。这种人为造成的磁通的 闭合路径，称为磁路。
6· 2 交流铁心线圈电路
6· 2· 1 电磁关系
u i (Ni)
e e
图所示交流线圈是具有铁心的， 磁通势Ni产生的磁通绝大部分通过 铁心而闭合，这部分磁通称为主磁 通或工作磁通。此外还有很少的 一部分漏磁通。这两个磁通在线 圈中产生两个感应电动势：主磁电 动势e和漏磁电动势e。
6· 2 交流铁心线圈电路
铁心线圈分为两种：直流铁心线圈和交流铁心线圈。
直流铁心线圈通直流电来励磁，产生的磁通是恒定的，线圈和 铁心中不会感应出电动势来；在一定电压 U 下，线圈中的电流 I 只和线圈本身的电阻R有关；功率损耗也只有RI2；所以分析起来 比较简单。
交流铁心线圈通交流电来励磁，线圈中的电磁关系、电压电流 关系及功率损耗等几个方面都比较复杂，与直流心线圈有所不同。
6· 3 变压器
变压器是一种常见的电气设备，在电力系统和电子线路中应用 广泛。
在输电方面，当输送功率P=UIcos及功率因数cos为一定时， 电压 U 愈高，则线路电流 I 愈小。这不仅可以减小输电线路的截 面积，节省材料，同时还可以减小线路的功率损耗。因此在输电 时必须利用变压器将电压升高。在用电方面，为了保证用电的安 全 和合乎用电设备的电压要求，还要利用变压器将电压降低。 在电子线路中，除电源变压器外，变压器还用来耦合电路，传 递信号，并实现阻抗匹配。 此外，尚有自耦变压器、互感器及各种专用变压器。 变压器的种类很多，但是它们的基本构造和工作原理是相同的。
磁路和与铁心线圈电路
在很多电工设备中，不仅有电路的问题，同时还有磁路的问 题。只有同时掌握了电路和磁路的基本理论，才能对各种电工 设备作出作全面的分析。 本章结合磁路和铁心线圈电路的分析，讨论变压器和电磁铁, 作为应用实例。
6· 1 磁路及其分析方法
电工设备中，常用磁性材料做成一定形状的铁心。铁心的磁导 率比周围空气或其它物质的磁导率高得多，因此铁心线圈中电流 产生的磁通，绝大部分经过铁心而闭合。这种人为造成的磁通的 闭合路径，称为磁路。
6· 2 交流铁心线圈电路
6· 2· 1 电磁关系
u i (Ni)
e e
图所示交流线圈是具有铁心的， 磁通势Ni产生的磁通绝大部分通过 铁心而闭合，这部分磁通称为主磁 通或工作磁通。此外还有很少的 一部分漏磁通。这两个磁通在线 圈中产生两个感应电动势：主磁电 动势e和漏磁电动势e。
6· 2 交流铁心线圈电路
铁心线圈分为两种：直流铁心线圈和交流铁心线圈。
直流铁心线圈通直流电来励磁，产生的磁通是恒定的，线圈和 铁心中不会感应出电动势来；在一定电压 U 下，线圈中的电流 I 只和线圈本身的电阻R有关；功率损耗也只有RI2；所以分析起来 比较简单。
交流铁心线圈通交流电来励磁，线圈中的电磁关系、电压电流 关系及功率损耗等几个方面都比较复杂，与直流心线圈有所不同。
6· 3 变压器
变压器是一种常见的电气设备，在电力系统和电子线路中应用 广泛。
在输电方面，当输送功率P=UIcos及功率因数cos为一定时， 电压 U 愈高，则线路电流 I 愈小。这不仅可以减小输电线路的截 面积，节省材料，同时还可以减小线路的功率损耗。因此在输电 时必须利用变压器将电压升高。在用电方面，为了保证用电的安 全 和合乎用电设备的电压要求，还要利用变压器将电压降低。 在电子线路中，除电源变压器外，变压器还用来耦合电路，传 递信号，并实现阻抗匹配。 此外，尚有自耦变压器、互感器及各种专用变压器。 变压器的种类很多，但是它们的基本构造和工作原理是相同的。
《磁路与铁芯线圈》课件
交通领域
磁路与铁芯线圈在轨道交通、电动汽车等领域也有着广泛的应用 前景。
THANKS
THANK YOU FOR YOUR WATCHING
设计步骤
选择合适的铁芯材料和尺寸，确定线 圈匝数和线径，计算变比和效率，进 行优化和调整。
电感器设计实例
电感器设计原理
利用线圈的自感和互感作用，实 现储能和滤波功能。
设计步骤
确定线圈匝数、线径和骨架尺寸 ，选择合适的磁芯材料和形状， 计算电感值和品质因数，进行优
化和调整。
应用场景
电源供应器、信号处理电路、通 信设备等领域。
铁芯线圈对磁路的影响
线圈的匝数和排布影响磁通路径
线圈的匝数和排布方式决定了磁通量的路径和分布，从而影响磁路的形状和效 率。
线圈的电阻影响磁路的稳定性
线圈的电阻对磁路的稳定性有一定影响，过大的电阻会导致磁路不稳定，影响 磁路的正常工作。
磁路与铁芯线圈的优化设计
综合考虑磁路和线圈的相互影响
在优化设计过程中，需要综合考虑磁路和线圈的相互影响，通过调整参数实现最佳性能。
磁性材料的轻量化
为了提高设备的便携性和效率，磁性材料正向着轻量化的方向发展 。
磁性材料的环保性
随着环保意识的提高，无污染、低能耗的磁性材料成为研究的热点 。
铁芯线圈技术的发展趋势
高效能
01
铁芯线圈技术正向着高效能的方向发展，以提高设备的运行效
率和降低能耗。
智能化
02
随着物联网和人工智能技术的发展，铁芯线圈技术正向着智能
运用现代设计方法和软件进行优化
现代设计方法和软件为磁路与铁芯线圈的优化设计提供了有力支持，可以通过仿真和分析来指导实际设计，实现 更高效、精确的设计。
磁路与铁芯线圈在轨道交通、电动汽车等领域也有着广泛的应用 前景。
THANKS
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设计步骤
选择合适的铁芯材料和尺寸，确定线 圈匝数和线径，计算变比和效率，进 行优化和调整。
电感器设计实例
电感器设计原理
利用线圈的自感和互感作用，实 现储能和滤波功能。
设计步骤
确定线圈匝数、线径和骨架尺寸 ，选择合适的磁芯材料和形状， 计算电感值和品质因数，进行优
化和调整。
应用场景
电源供应器、信号处理电路、通 信设备等领域。
铁芯线圈对磁路的影响
线圈的匝数和排布影响磁通路径
线圈的匝数和排布方式决定了磁通量的路径和分布，从而影响磁路的形状和效 率。
线圈的电阻影响磁路的稳定性
线圈的电阻对磁路的稳定性有一定影响，过大的电阻会导致磁路不稳定，影响 磁路的正常工作。
磁路与铁芯线圈的优化设计
综合考虑磁路和线圈的相互影响
在优化设计过程中，需要综合考虑磁路和线圈的相互影响，通过调整参数实现最佳性能。
磁性材料的轻量化
为了提高设备的便携性和效率，磁性材料正向着轻量化的方向发展 。
磁性材料的环保性
随着环保意识的提高，无污染、低能耗的磁性材料成为研究的热点 。
铁芯线圈技术的发展趋势
高效能
01
铁芯线圈技术正向着高效能的方向发展，以提高设备的运行效
率和降低能耗。
智能化
02
随着物联网和人工智能技术的发展，铁芯线圈技术正向着智能
运用现代设计方法和软件进行优化
现代设计方法和软件为磁路与铁芯线圈的优化设计提供了有力支持，可以通过仿真和分析来指导实际设计，实现 更高效、精确的设计。
电路分析 第8章 磁路和铁芯线圈电路的概念PPT课件
查图8—9铸钢的磁化曲线， B1T 时 , H=700A/m
B11.43103H/m
H 700
iH l7007510 20.35A
N
1500
R m lS 1 .4 3 1 7 0 5 3 1 0 1 0 2 1 0 4 5 2 4 .5 1 0 31 /H
p66 [例8-1]续 （2）当线圈通入2.5A电流时，磁场强度为
假设磁路中有一个封闭的球面，那么穿进它的磁 通恒等于穿出它的磁通，磁通在任何地方都是连续的。 若穿进的磁通设为正，穿出为负，则磁场中任一闭合 面的总磁通恒等于零。
2、安培环路定律
磁场强度H与闭合路径的乘积等于穿过该闭合路径所 包围的全部电流的代数和。可见磁场强度与激励电流成正 比，还与电流的分布及线圈的匝数N有关，与磁场中磁介 质的磁导率无关，其方向与磁感应强度B的方向相同。
04107(H/m )
µ
若将线圈绕在铁心上，同一电流下磁感 应强度增加许多，增加量为B′，曲线②
r0
BB0 B
B Bo
(倍数)
B rB o r0N i N i
铁磁性物质主要有铸钢、硅钢片、铁及其钴镍的合金、
铁氧体等，它们在电流产生的外磁场作用下被强烈地磁
化，这种磁化产生的附加磁场B′使总磁场显著增强，并
l
交流线圈的电感系数L与线圈匝数N的平方成正比， 与磁导率及铁心横截面积S成正比，与铁心长度成反比。
交流线圈 的电抗为
XLL2f
N22fN2s
Rm
l
电抗与 f 、线圈匝数的平方成正比、与磁阻成反比。
铁心饱和时， 值下降，Rm增加，电抗随之减小。
8.3.5 磁路与电路的比较
磁路和电路的差别：
磁路与铁心线圈电路分析方法
根据KVL:
u Ri eσ e
Ri
Lσ
di dt
(e)
式中：R是线圈导线的电阻
i
+
– e
u –
e–++
N
L 是漏磁电感
当 u 是正弦电压时，其它各电压、电流、电动 势可视作正弦量，则电压、电流关系的相量式为：
U RI ( Eσ ) ( E) RI jX σ I ( E)
器和电机中使用的硅钢等材料的磁滞损耗较低。
设计时应适当选择值以减小铁心饱和程度。
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(2) 涡流损耗(Pe )
涡流：交变磁通在铁心内产生
感应电动势和电流，称为涡流。涡
流在垂直于磁通的平面内环流。
涡流损耗: 由涡流所产生的功率损耗。 涡流损耗转化为热能，引起铁心发热。
电压降也较小，与主磁电动势 E 相比可忽略，
故有 U E
U E 4.44 fN m 4.44 fNBm A (V)
式中：Bm是铁心中磁感应强度的最大值，单位[T]； A 是铁心截面积，单位[m2]。
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6.2.3 功率损耗
交流铁心线圈的功率损耗主要有铜损和铁损两种。
1. 电磁关系
(2) 带负载运行情况
i1
u+1
一次侧接交流电源，–
e+–σe11+–
2
1
二次侧接负载。
N1
i2 +–e2e+–2u+–2 Z
N2
u1 i1 ( i1N1)
1
dΦ e1 N1 dt
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H dl H1l1 H2l2 Hklk Ni
l
n
m
Hklk NkIk Fm
k 1
k 1
注当意磁通参考方向与电流方向呈右螺旋关系，
i 取正，否则取负。
H1L1 H2 (L2 L2) H0L0 N1i1 N2i2
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5. 磁路与电路对比
定义：磁场强度 H B M
0
A/m
B μ0(H M )
相对磁导率
对于线性均匀各向同性的磁介质
M mH
B μ0 (1 m )H 0r H H
磁化率
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注意
① 式中0为真空中的磁导率，它与真空电容率和
真空中光速满足关系： c 1
μ0 4π 107 H / m μ0ε0
② 顺磁体和抗磁体的磁导率可近似为0。 ③ 铁磁体的磁导率是0的103-104倍，且不是常量。
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注意
① 磁化曲线与温度有关，磁导率 一般随温度的
升高而下降，高于某一温度时（居里点）可能 完全失去磁性材料的磁性；
② 磁导率 随H变化，B与H为非线性关系。
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2.铁磁质的分类
软磁材料 磁滞回线较窄，大，HC、Br小，断电后
能立即消磁。 如硅钢、矽钢等 。磁损小，用于电机、 变压器、整流器、继电器等电磁设备的铁芯。
分析的假设条件
① 漏磁很小，只考虑主磁通； ② 铁心中的磁通平行磁路中心线且均匀分布。
因此，应用磁路定理计算实际只是一种估算。
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1.安培环路定律
在磁场中，对H的任意闭合线积分等于穿过闭合
路径所界定面的传导电流的代数和：
lH dl Ni Fm At(安匝)
注意
磁通势
定律中电流 i 的正负取决于电流的方向与积分
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A.1.2 磁性材料的磁性能
1.铁磁质的磁特性
用B—H曲线来描述
磁滞曲线
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磁滞回线
铁磁质反复磁化时的 B- H 曲线，通
常通过实验的方法获得。
剩磁Br
去掉磁化场后，铁磁质还保留的剩余 磁感应强度。
矫顽力HC 使铁磁质完全退磁所需的反向磁场。
基本磁化曲线
许多不饱和磁滞回线的 正顶点的连线。
回路的绕行方向是否符合右螺旋关系，符合时为
正，否则为负。
H dl (I1 2I2)
l
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2. 磁路的欧姆定律
n
U m
k1
n Hklk n Bklk n
k 1
k1 k
k 1
klk k Sk
磁压
n
m
kR k Fmk
k 1
k 1
Fmk Nk Ik
磁势
磁阻
附录A 磁路和铁心线圈电路
本章重点
A.1 磁路的基本概念 A.2 直流磁路简介 A.3 交流铁心线圈电路
首页
重点：
1. 磁场和磁路的概念 2.磁路的基本定律 3.恒定磁通磁路的计算 4.铁磁物质的特性
返回
A.1 磁路的基本概念
A.1.1 磁路及其基本物理量
根据电磁场理论，磁场是由电流产生的，它与电 流在空间的分布和周围空间磁介质的性质密切相关。 描述磁场的基本物理量是磁感应强度B和磁场强度H。
S
或： B dS B1S1 B2S2 BkSk 0
S
n
Φi 0
i1
n
or BiSi 0 i1
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Φ1 Φ2 Φ3 0
注意磁通的 参考方向
4. 磁路的基尔霍夫磁压定律
安培环 路定律
磁路中由磁路段的中心线组成的环路上各磁路段 的Hl 的代数和等于中心线（环路）交链的磁通势的 代数和。此定律形式上类似于电路中的KVL。
1. 磁感应强度B
① 根据安培力定义B 安培经过大量的实验确定了磁场对一个恒定电流
元作用力的大小及方向：
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安培力 dF Idl B
磁感应强度 或磁通密度
dF IdlBsin α
定义 B dFmax T（Wb/m2） Idl 1T=104（GS） Idl
② 根据洛仑兹力定义B
F B
硬磁材料 磁滞回线较宽， 小，HC、Br大， 充磁后
剩磁大。如铁氧体 、钕铁硼 。用于永磁电机、电表、 电扇，电脑存贮器等器件中的永磁体。
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A.3 磁路的基本定律
磁路定律是磁场的磁通连续性原理和安培环路定 律的具体应用，把其写成与电路定理相似的形式， 从而可以借用有关电路的一些概念和分析问题的方 法。
Rk
H klk
k
lk
k Sk
注磁意阻类似于电路中的非线性电阻。上式表示的
磁阻是静态磁阻，由于 不是常数，直接计算磁阻不
很方便。
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3.磁路的基尔霍夫磁通定律 磁通连续性原理
穿过磁路中不同截面结合处的磁通的代数和等于 零。该定律形式上类似于电路中的KCL 。
B dS Φ1 Φ2 Φk 0
电流是电荷以某一速度运动形成的，所以磁场
对电流的作用可以看作是对运动电荷) B dt
返回 上页 下页
洛仑兹力 F qv B
dF qvBsin α v
dF B
定义
B dFmax qv
3.磁通连续性原理
定义穿过磁场中给定曲面S的磁感应强度B 的通 量为磁通：
Φ sB dS Wb (韦伯)
返回 上页 下页
Φ sB dS Wb (韦伯)
若S面为闭合曲面
Φ B dS 0
注意
磁通连续性原理
磁通 是标量。磁通连续性原理表明磁力线是无
头无尾的闭合曲线，这一性质是建立在自然界不 存在磁荷的基础上。
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4.磁场强度H
几乎所有的气体、液体和固体，不论其内部结构 如何，放入磁场中都会对磁场产生影响，表明所有 的物质都有磁性，但大部分媒质的磁性较弱，只有 铁磁物体才有较强的磁性。
电 电势
路
磁 磁势 路 Fm =Ni
电流
I
磁通量
电导率
磁导率
电阻 R l
S
磁阻
Rm
l μS
电压 U=iR
磁压
Um =Rm
磁路公式可以写成与电路公式相似的形式
n
n
Fmk Hklk k Rmk
k 1
k 1
磁路定理
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n
n
m
Um k Rk Fmk
抗磁体
引入磁场中感受轻微推斥力的物质。 所有的有机化合物和大部分无机化合 物是抗磁体。
顺磁体
引入磁场中感受轻微吸引力拉向强磁 场的物质。铝和铜等金属是顺磁体。
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铁磁体
引入磁场中感受到强吸引力的物质（所 受磁力是顺磁物质的5000倍）。铁和磁
铁矿等是铁磁体。
考虑媒质的磁化，引入磁场强度H 磁化强度