磁路与电路
磁路和电路基础知识
第一章 磁路和电路基础知识电路是由电气元件和设备组成的总体。
它提供了电流通过的途径，进行能量的转换、 电能的传输和分配，以及信号的处理等。
例如，发电机将机械能转换为电能：电动机将电 能转换成机械能：变压器和配电线路把电能分配给各用电设备：电子放大器或磁放大器可 把所施加的信号经过处理后输出。
一台大型工程机械的电路是由若干简单电路组成的。
因此，掌握简单电路的规律、特 点和分析方法是学懂整机电路并指导实践的必要基础。
为了满足初学电工者的要求和节省 查阅参考书的时间，本章对大型工程机械电路中必要的磁路和电路基础知识有重点地作了 介绍。
1.1 磁路和磁化电和磁是紧密相关的，电流能产生磁场，而变动的磁场或导体切割磁力线又会产生电 动势。
初学电工者往往只注意电而不重视磁。
其实在很多情况下没有磁路知识是不可能学 懂电路的，例如电机、变压器、互感器、接触器和磁放大器等的工作原理都与磁密切相关。
图1.1是一个均匀密绕的空心环形线圈，匝数为 。
当电流I 通过线圈时，在环形线圈内就产生磁场。
环内磁力线是一些以o 为圆心的同心圆，其方向可用右手螺旋定则确定。
磁力线通过的路径称为磁路，环形线圈的磁路是线圈所包围的圆环。
图1.1 环形线圈(一)磁感应强度描述某点磁场强弱和方向的物理量称为磁感应强度。
它不但有大小而且有方向，是一个矢量。
它的方向与该点的磁力线方向一致。
环形线圈内中心线上P 点的磁感应强度lIw r Iw B μπμ==2 （1.1） 式中 μ --表征磁路介质对磁场影响的 物理量，叫做导磁率： r --P 点到圆心的距离：l --磁路的平均长度。
（二）磁通为了描述磁路某一截面上的磁场情况，把该截面上的磁感应强度平均值与垂直于磁感应强度方向的面积s 的乘积称为通过这块面积的磁通，即Bs =φ （1.2）（三）磁场强度为了排除介质对磁场的影响，使计算更加方便，引入磁场强度这个物理量，其定义是μB H =（1.3）环形线圈中P 点的磁场强度为 lIw BH ==μ （1.4） （四）磁势环形线圈中的磁通是因为在w 匝的线圈中通过电流I 而产生的，所以仿照电路中电势的意义把w 与I 的乘积称为磁势[]Iw F = （1.5）(五)磁阻描述磁路对磁通阻碍作用大小的物理量称为磁阻。
《电机学》 -------电路和磁路的比较
电机和变压器都是利用（磁场）作为介质来实现能量转换的装置。
在电机学分析中，通常将
电机中复杂的电磁场问题简化为（磁路）和（等效电路）的方法来分析。
用来产生磁通的电
流叫（励磁电流）。
根据励磁电流的性质不同，磁路可以分为（直流磁路）和（交流磁路）。
电路和磁路的区别：
Ø电路中有电动势可以无电流，而磁路中有磁动势必然有磁通
Ø在电路中，电动势与电流的方向或一致或相反；在磁路中，电流与磁动势之间符合(右手螺旋)定则
Ø在电路中，电流要引起功率损耗；而在磁路中，只有变化的磁通才引起功率损耗
Ø由于导体电阻率很大，可认为电流只在导体中流过；而磁路中除有主磁通外，介质周围还
存在(漏磁通)。
Ø电路中导体的电阻在一定温度下是常数，而磁路中铁磁材料的磁阻（不是常数）。
Ø对电路，当为线性电路时可以应用叠加原理。
但铁心磁路是（非线性）的，不可应用叠加
原理。
Ø在国际单位制中，磁场强度单位是A/m。
Ø电磁感应定律的物理意义是，当通过闭合线圈的磁通发生变化时，由线圈中的感应电流所
产生的磁场阻碍原来磁通的变化。
一个线圈产生的磁通所经过路径的磁阻越大，说明该线圈
的电感就越小。
磁路和电路基础知识
第一章 磁路和电路基础知识电路是由电气元件和设备组成的总体。
它提供了电流通过的途径，进行能量的转换、 电能的传输和分配，以及信号的处理等。
例如，发电机将机械能转换为电能：电动机将电 能转换成机械能：变压器和配电线路把电能分配给各用电设备：电子放大器或磁放大器可 把所施加的信号经过处理后输出。
一台大型工程机械的电路是由若干简单电路组成的。
因此，掌握简单电路的规律、特 点和分析方法是学懂整机电路并指导实践的必要基础。
为了满足初学电工者的要求和节省 查阅参考书的时间，本章对大型工程机械电路中必要的磁路和电路基础知识有重点地作了 介绍。
1.1 磁路和磁化电和磁是紧密相关的，电流能产生磁场，而变动的磁场或导体切割磁力线又会产生电 动势。
初学电工者往往只注意电而不重视磁。
其实在很多情况下没有磁路知识是不可能学 懂电路的，例如电机、变压器、互感器、接触器和磁放大器等的工作原理都与磁密切相关。
图1.1是一个均匀密绕的空心环形线圈，匝数为 。
当电流I 通过线圈时，在环形线圈内就产生磁场。
环内磁力线是一些以o 为圆心的同心圆，其方向可用右手螺旋定则确定。
磁力线通过的路径称为磁路，环形线圈的磁路是线圈所包围的圆环。
图1.1 环形线圈(一)磁感应强度描述某点磁场强弱和方向的物理量称为磁感应强度。
它不但有大小而且有方向，是一个矢量。
它的方向与该点的磁力线方向一致。
环形线圈内中心线上P 点的磁感应强度lIw r Iw B μπμ==2 （1.1） 式中 μ --表征磁路介质对磁场影响的 物理量，叫做导磁率： r --P 点到圆心的距离：l --磁路的平均长度。
（二）磁通为了描述磁路某一截面上的磁场情况，把该截面上的磁感应强度平均值与垂直于磁感应强度方向的面积s 的乘积称为通过这块面积的磁通，即Bs =φ （1.2）（三）磁场强度为了排除介质对磁场的影响，使计算更加方便，引入磁场强度这个物理量，其定义是μB H =（1.3）环形线圈中P 点的磁场强度为 lIw BH ==μ （1.4） （四）磁势环形线圈中的磁通是因为在w 匝的线圈中通过电流I 而产生的，所以仿照电路中电势的意义把w 与I 的乘积称为磁势[]Iw F = （1.5）(五)磁阻描述磁路对磁通阻碍作用大小的物理量称为磁阻。
什么是磁路-什么是电路-电路与磁路的区别
什么是磁路?什么是电路?电路与磁路的区别我们首先来看两个概念：磁路和电路。
那么什么是磁路，什么是电路呢，只有搞清楚这两个概念是什么，我们才能分析二者之间到底有什么区别。
我们先来看什么是电路：在电动势或者电压的作用下，电流所流经的路径叫电路。
电路的组成是由电源、负载和开关三部分结构。
而电路又分为直流电路和交流电路。
流经电路的电流的大小和方向不随时间变化的电路，叫做直流电路。
流经电路的电流的大小和方向随时间变化的电路，叫做交流电路。
看完了电路，我们再来讲讲磁路。
当通电线圈中具有铁芯时，磁动势所产生的磁通，主要集中在由铁芯所规定的路径内，这种路径就叫做磁路。
而磁路也是分为直流磁路和交流磁路。
由直流电流励磁的磁路，叫做直流磁路，由交流电流励磁的磁路，叫做交流磁路。
电路与磁路相同点确实没有什么可说的。
在电路中，电流是电动势产生的，在磁路中，磁通是由磁动势产生的。
在电路中，电流经过电阻便产生电压降，在磁路中，磁通经过磁阻便产生磁压降。
在电路中，用欧姆定律来表示电流、电阻和电压降之间的关系，在磁路中，用与电路相似的磁路欧姆定律来表示磁通、磁阻和磁动势之间的关系。
但是，电路与磁路二者有本质上的区别，主要区别如下：a.在电路中，没有电动势时，电流等于零。
而在磁路没有磁动势时，由于磁滞现象，总是或多或少地存在剩磁。
b.电流代表电荷的移动，而磁通却不代表任何质点移动。
磁通通过滋阻时，不象电流通过电阻那样要消耗能量，维持恒定磁通也并不需要消耗任何能童。
因此，在电路中可以有断路情况，在磁路中却没有断路的情况，只要有磁动势存在，总会引起相应的磁通，磁通总是连续的。
c.由于铁磁材料具有磁饱和现象，所以磁路的磁阻都是非线性，这与一般情况下电路电阻都是线性电阻是不一样的。
因此，磁路欧姆定律一般只能用来对磁路进行定性分析。
d.在电路中，导电材料的电导率一般比绝缘材料的电导率大儿千万倍以上，所以电路的漏电非常小，完全可以忽略不计。
在磁路中，铁磁材料的磁导率一般比非铁磁材料的磁导率只大几千倍甚至更小。
啥是磁路啥是电路电路与磁路的差异
啥是磁路?啥是电路?电路与磁路的差异咱们首要来看两个概念：磁路和电路。
那么啥是磁路，啥是电路呢，只需搞了解这两个概念是啥，咱们才干剖析二者之间终究有啥差异。
咱们先来看啥是电路：在电动势或许电压的效果下，电流所流经的途径叫电路。
电路的构成是由电源、负载和开关三有些构造。
而电路又分为直流电路和沟通电路。
流经电路的电流的巨细和方向不随时刻改动的电路，叫做直流电路。
流经电路的电流的巨细和方向随时刻改动的电路，叫做沟通电路。
看完了电路，咱们再来讲讲磁路。
当通电线圈中具有铁芯时，磁动势所发作的磁通，首要会集在由铁芯所规矩的途径内，这种途径就叫做磁路。
而磁路也是分为直流磁路和沟通磁路。
由直流电流励磁的磁路，叫做直流磁路，由沟通电流励磁的磁路，叫做沟通磁路。
电路与磁路一样点的确没有啥可说的。
在电路中，电流是电动势发作的，在磁路中，磁通是由磁动势发作的。
在电路中，电流转过电阻便发作电压降，在磁路中，磁统统过磁阻便发作磁压降。
在电路中，用欧姆规矩来标明电流、电阻和电压降之间的联络，在磁路中，用与电路类似的磁路欧姆规矩来标明磁通、磁阻和磁动势之间的联络。
可是，电路与磁路二者有实质上的差异，首要差异如下：a.在电路中，没有电动势时，电流等于零。
而在磁路没有磁动势时，因为磁滞景象，老是或多或少地存在剩磁。
b.电流代表电荷的移动，而磁通却不代表任何质点移动。
磁统统过滋阻时，不象电流转过电阻那样要耗费能量，坚持安稳磁通也并不需求耗费任何能童。
因而，在电路中可以有断路状况，在磁路中却没有断路的状况，只需有磁动势存在，总会致使相应的磁通，磁通老是接连的。
c.因为铁磁资料具有磁丰满景象，所以磁路的磁阻都对错线性，这与通常状况下电路电阻都是线性电阻是纷歧样的。
因而，磁路欧姆规矩通常只能用来对磁路进行定性剖析。
d.在电路中，导电资料的电导率通常比绝缘资料的电导率大儿千万倍以上，所以电路的漏电十分小，彻底可以疏忽不计。
在磁路中，铁磁资料的磁导率通常比非铁磁资料的磁导率只大几千倍乃至更小。
磁路与铁芯线圈电路(共14张PPT)
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
电路和磁路（ＰＤＦ）
第十二章电路和磁路
电路和磁路
三、注意几个问题 在用基尔霍夫定律求解电路时，应注意 以下几个问题：
1. 上面对加、减号的约定是与我们这里给出的方程式形式相 对应的。 有的书中给出的基尔霍夫第二方程式与式（12-2） 的形式不同，加、减号的约定也有差异。
2. 电路中若有n个节点，可以列出n − 1个独立的节点电流方 程式, 另一个可由这n − 1个组合得出。
∫ ∫sj ·dS=0 .
上式的积分只有在导体与S的截面上才不为零，而在导 体与S的截面上对电流密度的积分正是该支路上的电流, 于是立即可以得到式（12-1）。
3
第十二章电路和磁路
电路和磁路
I2
I1
P
I3
I5
I4
图12-1
第十二章电路和磁路
电路和磁路
图 12-2. 4
第十二章电路和磁路
电路和磁路
电路和磁路
一、交流电的类型
如果通过导体已知截面的电流大小和方向都在随时间 变化，这种电流称为变电流，而如果变化是周期性 的，这种变电流就称为交变电流, 或称交流电 （alternating current circuit）。
9
第十二章电路和磁路
电路和磁路
交流电有多种类型。依照余弦（或正弦）函数的形式 随时间变化的交流电，称为简谐交流电，或称简谐 波，如图12-4（a）所示，市电就属于这种类型。示 波管和显像管偏转线圈中的扫描电流属于锯齿波 （），如图12-4（b）所示。
3. 电路中若有m个独立回路，可以列出m个独立的回路电压 方程式。判断电路中独立回路的数目，可以把电路看作鱼 网，其中有多少个网孔，就有多少个独立的回路。
4. 独立方程的数目要与未知量的数目相等，方程组才有惟一 解。
磁路与电路对比
N1 2 N1 2 + λ1 R Rl1 c λ = 2 N1 N 2 Rc
N1 N 2 i L Rc 11 1 2 2 = L N2 N i + 2 2 M Rc Rl 2
LM i1 ，即电感矩阵描叙。 很容易说明这 L22 i2
以上的电压电流关系的变压器为理想变压器。 实际中的变压器不可能有去穷大的磁导率，因而必须考虑励磁效应，从而得到非理想变压 器的模型。
此时， Rc > 0 ，电流关系修改成为 N1i1 + N 2 i2 = φ Rc ≠ 0 ，即电流关系出现了一个误差。当副
N1i1 N di di → V1 = 1 1 = Lµ 1 1 。其它线圈也可得到同样的结果。 方开路时候， i2 = 0 ， φ c = Rc Rc dt dt
N2
µ c 无关。这种情况下，能量基本存储在气隙之中。
Ni ( lg lc + ) ，它具有与电路理论中的 µ c Ac µ g Ag
φ =
1.2 重 新 回 顾 磁 通 的 计 算 ： 磁 阻 模 型
i=
V R1 + R2 的类似的形式。
定义： Ni 为磁势(Magneto-motive Force)
依赖于器件的几何尺寸，材料的性质以及匝数大小。由法拉第定律。 ，
d di =L dt dt
需要注意的几点： 1 电感的大小正比于匝数的平方。一些制造厂商会用 AL 参数定义铁心，其中， A L 为每一匝线圈对应的 nH 大小(或者 1000 匝对应的 mH 数)。因而，电感值的计算公式为：
L = A L× N 2 nH。
2 电感大小正比于导磁材料的磁导率。这是由材料性质决定的。由于磁导率会因为磁 场强度、 环境温度、 时间的变化而变化(非线性)，电感值也会因此而改变。 为了稳定电感 L 的大小，我们必须做点其它的工作，其中一种方法就是加入气隙。如下图：
磁路与电路对应的物理量及其关系
磁路与电路对应的物理量及其关系磁路和电路是两个相互联系的概念，它们分别代表着磁场和电场的传输路线。
在电子、电气和计算机等领域，磁路和电路的应用非常广泛。
本文将围绕“磁路与电路对应的物理量及其关系”这一主题进行讨论。
一、磁路概念及其物理量磁路是磁通的传输路径，主要由铁芯、气隙和线圈组成。
在磁路中，磁通是沿着磁导率的方向传输的，而磁通的大小则由磁通密度决定。
磁通密度是指单位面积上通过的磁通量的数量，通常用字母B表示，单位是特斯拉（T）。
二、电路概念及其物理量电路是电流的传输路径，主要由各种电子元器件和导线组成。
在电路中，电流沿着导线流动，而电流的大小则由电流密度决定。
电流密度是指单位面积上通过的电流的数量，通常用字母J表示，单位是安培每平方米（A/m²）。
三、磁路和电路的联系磁路和电路之间有许多相似之处，它们之间的联系主要表现在以下几个方面：1. 磁通和电流是相互关联的。
在磁路中，铁芯的磁导率可以决定磁通的大小，而线圈中的电流则可以改变磁通的方向和大小。
在电路中，电流的大小和方向也可以影响电压的大小和方向。
2. 磁场和电场都遵循规律。
在磁路和电路中，磁场和电场都遵循一定的规律，它们的传输路线和大小可以由各自的物理量来描述。
3. 磁路和电路都可以实现信息传输。
在现代通信中，磁场和电场被广泛应用于信息传输。
磁路可以实现磁存储和磁读取，电路可以实现电子信息处理和传输。
四、磁路和电路的区别虽然磁路和电路之间有诸多相似之处，但它们之间也存在着很多的不同点：1. 磁路是由磁导率决定的，而电路是由电阻决定的。
2. 磁通密度可以通过磁感应强度来测量，而电流密度可以通过电场强度来测量。
3. 磁路中的磁通是不能断开的，而电路中的电流可以断开或切断。
4. 磁路中的磁通不能被储存，而电路中的电荷可以被储存。
总之，磁路和电路都是现代物理学和工程学中非常重要的概念，它们之间的相互关系也贯穿了整个物理学和电气工程的发展史。
磁路的欧姆定律与电路的欧姆定律不同之处
磁路的欧姆定律与电路的欧姆定律不同之处磁路的欧姆定律和电路的欧姆定律是两个不同领域的物理定律，虽然它们都涉及到电流和电压的关系，但在具体应用和理解上存在一些不同之处。
磁路的欧姆定律是用来描述磁场中磁通量密度和磁场强度之间的关系。
根据磁路的欧姆定律，磁通量密度与磁场强度之间呈线性关系，可以表示为B = μH，其中B表示磁通量密度，H表示磁场强度，μ为磁导率。
这个定律类似于电路中的欧姆定律，但不同的是，在磁路中并没有电阻，而是用磁导率来描述材料对磁场的响应能力。
电路的欧姆定律是用来描述电流和电阻之间的关系。
根据电路的欧姆定律，电流与电压之间呈线性关系，可以表示为I = V/R，其中I 表示电流，V表示电压，R表示电阻。
电路的欧姆定律是电学领域中最基本的定律之一，它揭示了电流和电压的关系，为电路的分析和设计提供了重要的理论基础。
在实际应用中，磁路的欧姆定律和电路的欧姆定律也有一些不同之处。
电路的欧姆定律是一个简单的线性关系，只涉及到电流、电压和电阻这三个基本物理量。
而磁路的欧姆定律涉及到磁通量密度、磁场强度和磁导率这些更为复杂的物理量，涉及到更多的物理概念和参数。
电路的欧姆定律适用于封闭的电路系统，可以用来描述电流在电路中的流动情况。
而磁路的欧姆定律适用于磁场中的介质或磁路系统，用来描述磁通量密度和磁场强度之间的关系。
磁路的欧姆定律通常应用在电机、变压器等电磁设备的设计和分析中。
电路的欧姆定律是一种直流电流的定律，适用于恒定电流的情况。
而磁路的欧姆定律可以适用于交流电流的情况，用来描述磁通随时间变化的情况。
磁路的欧姆定律和电路的欧姆定律虽然都涉及到电流和电压的关系，但在具体应用和理解上存在一些不同之处。
磁路的欧姆定律适用于磁场中的磁通量密度和磁场强度之间的关系，而电路的欧姆定律适用于电流和电阻之间的关系。
两者在物理概念、适用范围和应用领域上都存在一些差异，因此需要根据具体情况选择合适的定律进行分析和应用。
磁路和电路的不同点
磁路和电路的不同点英文回答：Differences between magnetic circuits and electric circuits.Magnetic circuits and electric circuits are both used to analyze the flow of energy through a system. However, there are some key differences between the two types of circuits.The type of energy being transported. Magneticcircuits transport magnetic energy, while electric circuits transport electrical energy.The nature of the medium. Magnetic circuits are typically made of ferromagnetic materials, such as iron or steel. Electric circuits are typically made of conductive materials, such as copper or aluminum.The presence of a magnetic field. Magnetic circuits require the presence of a magnetic field in order to operate. Electric circuits do not require a magnetic field.The direction of the flow of energy. In magnetic circuits, the flow of energy is always in the direction of the magnetic field. In electric circuits, the flow of energy is always in the direction of the electric field.中文回答：磁路和电路的区别。
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
磁路计算问题及其与电路计算的区别
磁路计算问题及其与电路计算的区别磁路计算问题及其与电路计算的区别1. 引言磁路计算作为电磁学中的重要内容，一直是学习者们所关注的焦点。
它不仅在电机、变压器等电气领域有重要应用，还与电路计算有着一定的联系。
本文将着重探讨磁路计算问题及其与电路计算的区别，帮助读者更深入地理解这一主题。
2. 磁路计算的基础概念磁路计算是指在电磁系统中，通过磁路参数的计算和分析来研究磁场分布、磁通、磁势等问题。
它是电磁学理论的一部分，主要用来描述磁场在磁性材料中的传播和分布规律。
在磁路计算中，需要考虑的因素包括磁通量、磁阻、磁势等。
3. 电路计算的基本原理电路计算是指在电路理论中，通过电流、电压、电阻等参数的计算和分析来研究电路中的电流分布、电压分布、功率分布等问题。
它是电工电子领域的基础课程之一，主要用来描述电流在电路中传播和分布规律。
在电路计算中，需要考虑的因素包括电流、电压、电阻、电感、电容等。
4. 磁路计算与电路计算的区别1) 物理特性不同磁路计算主要研究磁场的传播和分布规律，因此其物理特性主要涉及电磁感应、磁通、磁势等方面；而电路计算主要研究电流的传播和分布规律，因此其物理特性主要涉及电流、电压、电阻等方面。
2) 参数不同在磁路计算中，需要考虑的参数主要包括磁通量、磁阻、磁势等；而在电路计算中，需要考虑的参数主要包括电流、电压、电阻、电感、电容等。
3) 应用范围不同磁路计算主要应用于电机、变压器等电气设备中，用来描述磁场分布和磁通量的变化规律；而电路计算主要应用于电子电路、通信电路、功率电子等领域，用来描述电流、电压、功率的分布和变化规律。
5. 个人观点和理解从个人观点来看，磁路计算与电路计算虽然在物理特性、参数和应用范围上有所不同，但它们都是描述自然界中电磁现象的重要工具。
磁路计算在电气工程中具有重要的应用意义，掌握磁路计算的基本原理对于从事电气工程技术和研究的人员来说是非常必要的。
6. 总结通过本文的讨论，我们深入探讨了磁路计算问题及其与电路计算的区别。
磁路定律及磁路、电路的比较
H1l1 H2l2 H0l0 N i
沿任一闭合磁路，各段磁路上的磁压之和恒等于 磁动势的代数和。
8.3.3 磁路的欧姆定律
这段磁路由磁导率为 的
材料构成，长为 l ，横截面积为
S，穿过的磁通为Φ，其磁压为
Um
Hl
B
l
Sl
l
S
Rm
该段磁路 的磁阻
Rm
l
S
Um
Fm
1/亨利（1/H）
应特别注意：铁磁材料的 值不是常数，导致Rm也
不是常数。所以以下公式仅有定性意义，不便实际计算。
Rm
l
S
Fm Rm
B H
计算时需根据基本磁化曲线，对每一个H 值查对应的B。
8.3.4 交流线圈的电抗
交流线圈的电感系数L为
L N N Fm N N i N 2 N 2 S
i
0
1 2 3 0
1 2 3
进入和穿出任一封闭面磁通的代数和等于零。 进入封闭面的磁通量等于穿出该封闭面的磁通量。
8.3.2 磁路的基尔霍夫第二定律
N i ——磁动势 （磁势 ） Hl ——磁压（磁压降）
磁动势是磁路中有磁场存在的根源。
图示无分支磁路，可按磁路材料不同、横截面积 不同分为三段，每段都为匀强磁场。磁路的基尔霍夫 第二定律表达式为：
内容简介
本教材理论推导从简，计算思路交待详细，概念述 明来龙去脉，增加例题数量和难度档次，章节分 “重计 算”及“重概念”两类区别对待，编排讲究逐步引深的 递进关系，联系工程实际，训练动手能力，尽力为后续 课程铺垫。借助类比及对偶手法，语言朴实简练，图文 印刷结合紧密，便于自学与记忆，便于节省理论教学时 数。适用于应用型本科及高职高专电力类、自动化类、 机电类、电器类、仪器仪表类、电子类及测控技术类专 业。
磁路和电路的相同点和不同点
磁路和电路的相同点和不同点大家好，今天咱们聊聊磁路和电路这两个“兄弟”。
它们在很多地方都是有相似之处，但细细一看，又有不少不同的地方。
就像两个性格迥异的朋友，一起出门总能碰撞出有趣的火花。
行，那我们就开始这场“磁电之旅”吧！1. 磁路和电路的相似之处1.1 能量的传递首先，磁路和电路都有个共同的使命——传递能量。
就像快递小哥送外卖，无论是电流还是磁场，它们都是在忙着把能量送到需要的地方。
电路里，电流像流水一样流动，带着电能冲刺，而磁路里，磁力线则像看不见的道路，把磁能送到磁体。
这俩的工作原理，真是一个调皮的“双胞胎”。
1.2 元件的作用再来聊聊它们的组成部分。
电路里有电源、导线、负载等元素，而磁路里则有磁源、磁导体和负载等。
这些元件就像是乐队里的乐器，各司其职，齐心协力。
电源给电流注入能量，磁源则给磁场带来生命。
就好比乐器演奏时，少了哪个都不行，音色就怪了。
2. 磁路和电路的不同点2.1 传输方式但是，咱们也不能忽视它们之间的不同哦！首先，传输方式就大相径庭。
电路里的电流是通过导线在流动，而磁路则是通过磁场在传播。
想象一下，如果电流是一条欢快的小河流，那磁场就是那看不见的大气流，流动得默默无声，却能产生巨大的力量。
这就好比一场潜伏在水下的游泳比赛，表面平静，却暗流涌动。
2.2 阻力特性再说到阻力，电路中的电阻可是个“大人物”，它会对电流的流动产生很大影响。
而磁路中的“阻力”就叫做磁阻。
电流一遇到电阻就可能减速，而磁场遇到磁阻则是同样的道理。
但是，电阻和磁阻的性质可不完全一样，电阻是能量的消耗者，磁阻却是“能量传递的障碍者”。
听起来像是两个性格迥异的人，前者爱消费，后者却偏爱节俭。
3. 实际应用3.1 工程领域在工程领域，这两位“兄弟”的应用可谓是无处不在。
电路在我们的生活中扮演着重要的角色，从家里的电器到手机的充电，随处可见。
而磁路呢，虽然不如电路那样“张扬”，但它在电动机、变压器等设备中却是不可或缺的角色。
磁路与电路的区别
磁路与电路的区别一、电路电流经过的路径称为电路。
电路一般包括四个部分：电源、负载、连接导线与控制开关。
1、内电路电源内部的通路称为内电路，如电池两极之间的电路就是内电路。
2、外电路从电源一端经过负载，再回到电源另一端的电路称为外电路。
3、电路的三种状态电路有三种状态：通路、开路和短路。
通路就是电路中的开关闭合，电路中有电流流过；开路就是电源两端或电路某处断开，电路中没有电流通过，电源不向负载输送电能；如果外电路被阻值近似为零的导体接通，这时电源则处于短路状态。
二、磁路磁力线通过的路径称为磁路。
它是由强磁材料构成的、在其中产生一定强度磁场的闭合回路。
1、为了使较小的激磁电流产生足够大的磁通，常用磁导率很高的铁磁材料做成各种形状的铁芯，把绝大部分磁通约束在一定的闭合磁路上。
2、由于漏磁，一部分磁力线不通过铁磁材料，而是经过空气或其他材料闭合，通过铁芯的磁通叫做主磁通，铁芯外的磁通叫做漏磁通，一般情况下，漏磁通较小，常忽略不计。
三、磁路与电路的区别1、电路中没有电动势时，电流等于零；磁路内没有磁动势时，由于磁滞现象，总是或多或少地存在剩磁。
2、磁通只是描述磁场的物理量，并不像电流那样表示带电质点的运动。
磁通通过磁阻时，也不像电流流过电阻那样要消耗功率，维持恒定磁通也不需要消耗任何能量，因而也不存在与电路中的焦耳定律类似的磁路定律。
3、磁路是有限范围内的磁场，而电路却是有限范围内的电流场。
4、电路中有电流就有功率损耗，磁路中在恒定磁通下没有功率损耗。
5、电流全部在导体中流动，而在磁路中没有绝对的磁绝缘体，除铁芯的磁通外，空气中也有漏磁通。
6、电阻为常数，磁阻为变量。
7、对于线性电路可应用叠加原理，而当磁路饱和时为非线性，不能应用叠加原理。
电路与磁路
电工学中作业学生：杨川教师：刘晓芳学号：1101800327班号：1018203一电路与磁路电路是电流可以在其中流通的由导体连接的电路元件的组合，而磁路主要由磁性材料构成，在给定区域内形成闭合磁通通道的媒质组合。
相似之处：（1）磁路的欧姆定律与电路的欧姆定律相似，公式可相同的理解。
它们有如下的对照关系。
表格 1 磁路与电路对照()U R I jX I E σ=++-sin cos 90)m t N t E ωωω=-Φ= 直流励磁铁心线圈中只有铜损耗，即线圈电阻R 上的功率损耗2I R 。
而在交流铁心线圈中，除了铜损耗外还有处于交变磁化下的功率损耗，即铁损耗。
铁损耗包括有磁滞所产生的磁滞损耗和由涡流所产生的涡流损耗。
三 交流铁心线圈电路与交流空心线圈电路相同之处：（1） 两线圈中都将产生周期性变化的磁通，磁通势相同。
并且都将有磁通经过空气或其它非导磁介质而闭合。
不同之处：（1） 磁导率与电感：交流空心线圈中磁导率为0μ，为一恒定值，而交流铁心线圈中磁导率0r μμμ=，大小与电流大小及介质材料有关，故是一不确定量。
由线圈电感公式：2SN L lμ=可得，空心线圈中磁导率恒定，故空心线圈电感是恒定值。
而铁心线圈中磁导率不确定，故电感也不确定。
（2） 电磁关系：交流铁心线圈中的磁通分为主磁通和漏磁通，因此，将感应电动势分为主磁电动势e 和漏磁电动势e σ。
直流铁心线圈中不存在漏磁通。
（3） 电压电流关系：在交流空心线圈中，通过线圈的电流为a I ，则a I =在交流铁心线圈中由于铁心发生涡流和磁滞损失，使得电路电流降低，此时'a I =式中00,R X 分别为因铁损而存在的等效电阻和等效电感。
（4） 功率关系：在交流空心线圈中，功率2a aP I R =。
在铁心线圈中由于铁损的存在，功率将降低2Fe P RI P =+∆。
四 直流铁心线圈电路与直流空心线圈电路相同之处：（1） 直流铁心线圈和交流空心线圈中的电流在一定电压U 下只和线圈本身的电阻有关。
01 电路与磁路
u 0 或 u降 u升 或 e u
注意：以上两个定律中电压、电流的正方向的规定
KCL规定了电路中任一节点处电流必须服从的约束关系 ， KVL则规定了电路中任一回路内电压必须服从的约束关系。这 两个定律仅与元件的相互连接有关，与元件本身的性质无关。
率μ及磁场强度 H 等物理量。 ➢磁通所走过的路径称为磁路
BA
HB
2.2 磁路的基本定律
1. 全电流定律（安培环路定律） 沿着任何一条闭合回线L，磁场强度H的线积分值恰好等于该闭 合回路所包围的总电流(电流代数和)，这就是安培环路定律。
H dl L
i i1 i2 i3
UR RIR
UL jLIL
C
第二章 磁 路
内容：
2.1 描述磁场的基本物理量和磁路的概念 2.2 磁路的基本定律 2.3 磁路和电路的类比和区别 2.4 电机中常用的基本电磁定律 2.5 常用的铁磁材料及其特性
2.1 描述磁场的基本物理量和磁路的概念
➢描述电机中的磁场问题时，常用磁感应强度B 、磁通φ、磁导
电路与磁路的区别：
(1)电路中有电流流过时，就有功率损耗I2R；而在直流磁路中，维
持一定的磁通量 时，铁心中没有功率损耗；
(2)在电路中可以认为电流全部在导线中流通，导线外几乎没有电 流；在磁路中，则没有绝对的磁绝缘体，除了铁心中的磁通之外， 实际上总有相当一部分漏磁通散布在周围空气中；
(3)电路中导体的电阻率ρ在一定温度下变化不大；磁路中铁心的 磁导率μ不是一个常数，是磁通密度的函数；
1.2 正弦交流电的基本概念
正弦电流 i(t) I m cos(t i ) 的三要素为幅值 Im，角频率 ω
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第一节 电流的磁效应65第五章磁场和磁路学习指导本章内容是在物理课的基础上，进一步讲述磁场和磁场对电流的作用。
这些知识是电磁学的重要组成部分，也是学习后面几章（电磁感应、变压器和交流电动机）的基础。
在学习本章时，应对相关内容多进行联系对比，例如，磁场与电场、磁路与电路，这样不仅可以了解相互间的异同，也容易掌握。
本章的基本要求是：1．了解直线电流、环形电流和通电螺线管电流的磁场，以及磁场方向与电流方向的关系。
2．理解磁感应强度、磁通、磁导率和磁场强度的概念，以及匀强磁场的性质。
3．掌握磁场对电流的作用力公式和左手定则，了解匀强磁场对通电线圈的作用。
4．了解铁磁性物质的磁化以及磁化曲线、磁滞回线对其性能的影响。
5．了解磁动势和磁阻的概念和磁路中的欧姆定律。
第一节电流的磁效应一、磁场把一根磁铁放在另一根磁铁的附近，两根磁铁的磁极之间会产生相互作用的磁力，同名磁极互相推斥，异名磁极互相吸引。
两个电荷之间的相互作用力，不是在电荷之间直接发生的，而是通过电场传递的。
同样，磁极之间相互作用的磁力，也不是在磁极之间直接发生的，而是通过磁场传递的。
磁极在自己周围的空间里产生磁场，磁场对处在它里面的磁极有磁场力的作用。
磁场跟电场一样，是一种物质，因而也具有力和能的性质。
地球本身是一个大磁场，它周围的磁场称为地磁场。
同样它也具有两个磁极，地磁场的北66 第五章 磁场和磁路极在地理位置的南极附近；地磁场的南极在地理位置的北极附近。
指南针是我国的四大发明之一，你知道是利用什么原理制成的吗？二、磁场的方向和磁感线把小磁针放在磁场中的任一点，可以看到小磁针受磁场力的作用，静止时它的两极不再指向南北方向，而指向一个别的方向。
在磁场中的不同点，小磁针静止时指的方向一般并不相同。
这个事实说明，磁场是有方向性的。
一般规定，在磁场中的任一点，小磁针N 极受力的方向，亦即小磁针静止时N 极所指的方向，就是那一点的磁场方向。
图5-1 磁感线在磁场中可以利用磁感线（曾称磁力线）来形象地表示各点的磁场方向。
所谓磁感线，就是在磁场中画出的一些曲线，在这些曲线上，每一点的切线方向，都跟该点的磁场方向相同，如图5-1所示。
三、电流的磁场磁铁并不是磁场的唯一来源。
1820年，丹麦物理学家奥斯特做过下面的实验：把一条导线平行地放在磁针的上方，给导线通电，磁针就发生偏转，如图5-2所示。
这说明不仅磁铁能产生磁场，电流也能产生磁场，电和磁是有密切联系的。
图5-3所示是直线电流的磁场。
直线电流磁场的磁感线是一些以导线上各点为圆心的同心圆，这些同心圆都在与导线垂直的平面上。
直线电流的方向跟它的磁感线方向之间的关系可以用安培定则（也叫做右手螺旋法则）来判定:用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流方向一致，那么弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。
图5-4所示是环形电流的磁场。
环形电流磁场的磁感线是一些围绕环形导线的闭合曲线。
在环形导线的中心轴线上，磁感线和环形导线的平面垂直。
环形电流的方向跟它的磁感线方向之间的关系，也可以用安培定则来判定:让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致，那么伸直的大拇指所指的方向就是环形导线中心轴线上磁感线的方向。
图5-2 电流的磁场 图5-3 直线电流的磁场 图5-4 环形电流的磁场图5-5所示是通电螺线管的磁场。
螺线管通电以后表现出来的磁性，很像是一根条形磁铁，一端相当于N 极，另一端相当于S 极，改变电流方向，它的两极就对调。
通电螺线管外部的磁感线和条形磁铁外部的磁感线相似，也是从N 极出来，进入S 极的。
通电螺线管内部具有磁场，内部的磁感线跟螺线管的轴线平行，方向由S 极指向N 极，并和外部的磁感线连接，形成一些闭合曲线。
通电螺线管的电流方向跟它的磁感线方向之间的关系，也可用安培定则来判定:用右第二节 磁场的主要物理量 67图5-5 通电螺线管的磁场手握住螺线管，让弯曲的四指所指方向跟电流的方向一致，那么大拇指所指方向就是螺线管内部磁感线的方向，也就是说，大拇指指向通电螺线管的N 极。
请你制作一个电磁铁，并进行研究：1．电磁铁的磁性强弱与电流大小、线圈匝数的关系；2．磁场方向与电流方向的关系符合什么规律？ 第二节 磁场的主要物理量一、磁感应强度磁场不仅有方向，而且有强弱。
巨大的电磁铁能吸起成吨的钢铁，小的磁铁只能吸起小铁钉。
怎样来表示磁场的强弱呢?磁场的基本特性是对其中的电流有磁场力的作用，研究磁场的强弱，可以从分析通电导线在磁场中的受力情况着手，找出表示磁场的强弱的物理量。
如图5-6所示，把一段通电导线垂直地放入磁场中，实验表明：导线长度l 一定时，电流I 越大，导线受到的磁场力F也越大；电流一定时，导线长度l 越长，导线受到的磁场力F也越大。
精确的实验表明:通电导线受到的磁场力F 与通过的电流I 和导线的长度l 成正比，或者说，F 与乘积Il 成正比。
这就是说，把通电导线垂直放入磁场中的某处，无论怎样改变电流I 和导线长度l ，乘积Il 增大多少倍，F 也增大多少倍，比值F /Il 与乘积Il 无关，是一个恒量。
在磁场中不同的地方，这个比值可以是不同的值。
这个比值越大的地方，表示一定长度的通电导线受到的磁场力越大，即那里的磁场越强。
因此，可以用这个比值来表示磁场的 强弱。
图5-6 通电导线垂直放入磁场中 在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的磁场力F 与电流I 和导线长度l 的乘积Il 的磁感应强度是一个矢量，它的大小如上式所示，它的方向就是该点的磁场方向。
它的单位由F 、I 和l 的单位决定，在国际单位制中，它的单位是T （特）。
磁感应强度B 可用专门的仪器来测量，如高斯计。
用磁感线的疏密程度也可以形象地表示磁感应强度的大小。
在磁感应强度大的地方磁感线密一些，在磁感应强度小的地方磁感线疏 一些。
如果在磁场的某一区域里，磁感应强度的大小和方向都相同，这个区域就叫做匀强磁场。
匀强磁场的磁感线，方向相同，疏密程度也一样，是一些分布均匀的平行直线。
68 第五章 磁场和磁路二、磁通设在匀强磁场中有一个与磁场方向垂直的平面，磁场的磁感应强度为B ，平面的面积为S ，定义磁感应强度B 与面积S 的乘积，叫做穿过这个面的磁通量（简称磁通）。
如果用Φ表示磁通，那么Φ =BS在国际单位制中，磁通的单位是Wb （韦）。
引入了磁通这个概念，反过来也可以把磁感应强度看做是通过单位面积的磁通，因此，磁感应强度也常叫做磁通密度，并且用Wb/m 2（韦/米2）作单位。
在一匀强磁场中，放置着一个与磁场方向垂直的圆环。
现将该圆环面积增大，该圆环内的磁通和磁感应强度将如何变化？三、磁导率磁场中各点磁感应强度的大小不仅与电流的大小和导体的形状有关，而且与磁场内媒介质的性质有关。
这一点可通过下面的实验来验证。
先用一个插有铁棒的通电线圈去吸引铁钉，然后把通电线圈中的铁棒换成铜棒再去吸引铁钉，便会发现两种情况下吸力大小不同，前者比后者大得多。
这表明不同的媒介质对磁场的影响是不同的，影响的程度与媒介质的导磁性质有关。
磁导率µ 就是一个用来表示媒介质导磁性能的物理量，不同的媒介质有不同的磁导率，它的单位为H/m （亨/米）。
由实验可测定，真空中的磁导率是一个常数，用µ 0表示，即 µ 0=4π×10–7 H/m空气、木材、玻璃、铜、铝等物质的磁导率与真空的磁导率非常接近。
由于真空中的磁导率是一个常数，所以，将其他媒介质的磁导率与它对比是很方便的。
任一媒介质的磁导率与真空的磁导率的比值叫做相对磁导率，用µ r 表示，即r 0µµµ= 或µ =µ 0µ r相对磁导率是没有单位的。
根据各种物质导磁性能的不同，可把物质分为三种类型，即反磁性物质、顺磁性物质和铁磁性物质。
µ r <1的物质叫做反磁性物质，也就是说，在这类物质中所产生的磁场要比真空中弱一些。
µ r >1的物质叫做顺磁性物质，也就是说，在这类物质中所产生的磁场要比真空中强一些。
铁磁性物质的µ r 1，而且不是一个常数，在其他条件相同的情况下，这类物质中所产生的磁场要比真空中的磁场强几千甚至几万倍，因而在电工技术方面应用甚广。
铁、钢、钴、镍及某些合金都属于这一类物质。
顺磁性物质和反磁性物质的相对磁导率都接近于1，因而除铁磁性物质外，其他物质的相第三节 磁场对通电导线的作用力69对磁导率都可认为等于1，并称这些物质为非铁磁性物质。
表5-1列出了几种常用的铁磁性物质的相对磁导率。
表5-1常用铁磁性物质的相对磁导率材料相对磁导率材料相对磁导率钴174 已经退火的铁7 000未经退火的铸铁240 变压器钢片7 500已经退火的铸铁620 在真空中熔化的电解铁12 950镍 1 120 镍铁合金60 000软钢 2 180 “C”型坡莫合金115 000四、磁场强度既然磁场中各点磁感应强度的大小与媒介质的性质有关，这就使磁场的计算显得比较复杂。
因此，为了使磁场的计算简单，常用磁场强度这个物理量来表示磁场的性质。
磁场中某点的磁感应强度B与媒介质磁导率µ的比值，叫做该点的磁场强度，用H来表示，即或B=µH=µ0µr H磁场强度也是一个矢量，在均匀的媒介质中，它的方向和磁感应强度的方向一致。
在国际单位制中，它的单位为A/m（安/米）。
1．如果通过某一截面的磁通为零，则该处的磁感应强度一定为零。
（）2．磁感应强度B总是与磁场强度H成正比。
（）3．磁导率是用来表示各种不同材料导磁能力的物理量。
（）第三节磁场对通电导线的作用力一、磁场对通电导线的作用力把一小段通电导线垂直放入磁场中，根据通电导线受的力F、导线中的电流I和导线长度l定义了磁感应强度FBIl=。
把这个公式变形，就得到磁场对通电导线的作用力公式为F=BIl严格说来，这个公式只适用于一小段通电导线的情形，导线较长时，导线所在处各点的磁感应强度B一般并不相同，就不能应用这个公式。
不过，如果磁场是匀强磁场，这个公式就适用于长的通电导线了。
如果电流方向与磁场方向不垂直，通电导线受到的作用力又怎样呢?电流方向与磁场方向垂70 第五章 磁场和磁路直时，通电导线受的力最大，其值由公式F =BIl 给出；电流方向与磁场方向平行时，通电导线不受力，即所受的力为零。
知道了通电导线在这两种特殊情况下所受的力，不难求出通电导线在磁场中任意方向上所受的力。
当电流方向与磁场方向间有一个夹角时，可以把磁感应强度B 分解为两个分量：一个是跟电流方向平行的分量，其大小为B 1 =B cos θ ，另一个是跟电流方向垂直的分量，其大小为B 2 =B sin θ ，如图5-7所示。