磁路的基本概念
磁路设计的基本概念
磁路设计的基本概念第一章磁路电机是一种机电能量转换装置,变压器是一种电能传递装置,它们的工作原理都以电磁感应原理为基础,且以电场或磁场作为其耦合场。
在通常情况下,由于磁场在空气中的储能密度比电场大很多,所以绝大多数电机均以磁场作为耦合扬。
磁场的强弱和分布,不仅关系到电机的性能,而且还将决定电机的体积和重量;所以磁场的分析扣计箅,对于认识电机是十分重要的。
由于电机的结构比校复杂,加上铁磁材料的非线性性质,很难用麦克斯韦方程直接解析求解;因此在实际工作中.常把磁场问题简化成磁路问题来处理。
从工程观点来说,准确度已经足够。
本章先说明磁路的基本定律,然后介绍常用铁磁材料及其性能,最后说明磁路的计算方法。
1-1 磁路的基本定律一、磁路的概念磁通所通过的路径称为磁路。
图1—1表示两种常见的磁路,其中图a为变压器的磁路,图b为两极直流电机的磁路。
在电机和变压器里,常把线圈套装在铁心上。
当线圈内通有电流时、在线圈周围的空间(包括铁心内、外)就会形成磁场。
由于铁心的导磁性能比空气要好得多,所以绝大部分磁通将在铁心内通过,并在能量传递或转换过程中起耦合场的作用,这部分磁通称为主磁通。
围绕裁流线圈、部分铁心和铁心周围的空间,还存在少量分散的磁通,这部分磁通称为漏磁通。
主磁通和漏磁通所通过的路径分别构成主磁路和漏磁路,图1—l中示意地表出了这两种磁路。
用以激励磁路中磁通的载流线圈称为励磁线圈(或称励磁绕组),励磁线圈中的电流称为励磁电流(或激磁电流)。
若励磁电流为直流,磁路中的磁通是恒定的,不随时间而变化,这种磁路称为直流磁路;直流电机的磁路就属于这一类。
若励磁电流为交流(为把交、直流激励区分开,本书中对文流情况以后称为激磁电流),磁路中的磁通随时间交变变化,这种磁路称为交流磁路;交流铁心线圈、变压器和感应电机的磁路都属于这一类。
二、磁路的基本定律进行磁路分析和计算时,往往要用到以下几条定律。
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线所包围的总电流值∑i,(代数和).这就是安培环路定律(图l—2)。
磁路欧姆定律
带负载后磁动势的平衡关系为:
铁芯中主磁通的最大值 在变压器空载或有负载
i1 N1 i2 N 2 i10 N
时基本不变 。
(3-31)
变压器工作原理
(变换电流作用)
由于变压器铁芯材料的导磁率高 、空载励磁电流 i10 很小,可忽略
i10 u1 e1
i2
e2
u20
原、2
(3-34)
阻抗变换举例:扬声器上如何得到最大输出功率?
(2)将负载通过变压器接到信号源上,使其阻抗匹配。 设变比 则:
RL 3.5 8 98
2
2
N1 K 3.5 : 1 N2
Rs U1
i1
N1 N 2
i2
u2 RL
输出功率为:
U 50 pL R R RL 100 98 98 6.25W L S (3-35)
(3-5)
二、铁磁材料的磁性能:
1、磁导率高
r
》1
磁畴结构
在物质内部电子绕原子核 旋转及电子本身自转形成 了分子电流,这个电流会 产生磁场。同时铁磁材料 内部的分子之间有一种相 互作用力,使得每个区域 内的分子磁场具有相同的 方向,组成许多小磁体, 具有磁性,这些小磁体称 为“磁畴”。
(3-6)
流一直很大,将会导致过热,把线圈烧坏。
磁路小结
直流磁路
U I R
(U不变,I不变)
IN Φ Rm
(Φ随Rm变化)
交流磁路
U Φm 4.44fN
( U不变时,
IN ΦRm
( I 随 Rm 变化)
(3-22)
Φ m基本不变)
§7-2 变压器
磁路与磁路的欧姆定律
例题:铸钢圆环上绕有线圈800匝,通有2A电流,环
平均周长为0.5m,截面积3.25×10-4m2,求线
圈磁动势、磁阻和磁通。(硅钢片的磁导率 为7500H/m)
Fm NI
Rm
l
S
Fm Rm
几点说明:
1. 磁阻Rm 的大小取决于磁路的尺寸和材料的磁导率。
Rm
l
S
2. 很大,但不是常数,因此 Rm 也不是常数。所以磁
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磁路欧姆定律
磁通所通过的路径称为磁路。
磁路欧姆定律
磁路欧姆定律
磁路欧姆定律
磁路欧姆定律
磁路欧姆定律
磁路欧姆定律
磁路与电路的比较
电磁铁
电磁铁
电磁铁
电磁铁的实际应用
无
不变
整块铸钢或工业纯铁 组成
交流电磁铁
交流电磁铁
励磁电流随空气间隙的增 大而增大 有 脉动变化
由多层彼此绝缘的硅钢片 叠成
注意:即使是额定电压相同的交、直流电磁铁,也决不能互换使用
电磁铁的特点
1. 励磁电流是由励磁线圈的外加电压U 和线圈电阻R 决定的
I
U R
电流是恒定的,无感应电动势产生。
2. 无磁滞和涡流损耗,铁心可以使用整块的铸钢、软铁。
线圈 衔铁
铁心中的磁通是交变的,空气隙处的磁感应强度为:
B0 Bm sin t
吸力
f 4B02S 105 4Bm2 sin 2 tS0 105
Fm
1 2
(1 cos 2t)
电机学第五版第1章 磁路
图1-9 基本磁化曲线
1.2 常用的铁磁材料及其特性
2.磁化曲线和磁滞回线
图1-10 电机中常用铁磁材料的基本磁化曲线 (图中的×0.1、×10、×100等分别表示把横坐标的读数乘0.1、乘10、乘100)
1.2 常用的铁磁材料及其特性
主磁路:主磁通所通过的路径。 漏磁路:漏磁通所通过的路径。 励磁线圈:用以激励磁路中磁通的载流线圈。 励磁电流:励磁线圈中的电流(若为交流,称为激磁电流)。
直流:直流磁路(例如:直流电机) 按电流性质分类
交流:交流磁路(例如:变压器 )
1.1 磁路的基本定律
2.磁路的基本定律
分析和计算磁场时,常常要用到两条基本定律,一条是安 培环路定律,另一条是磁通连续性定律。把这两条定律应用到 磁路,可得磁路的欧姆定律和磁路的基尔霍夫第一和第二定律, 下面对这些定律作一说明。
1.1 磁路的基本定律
2.磁路的基本定律 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∲LH·dl恰好等于该 闭合回线所包围的总电流值 ∑i(代数和) 。
附图1-2,有:
图1-2 安培环路定律
1.1 磁路的基本定律
2.磁路的基本定律
磁路的欧姆定律 作用在磁路上的磁动 势等于磁路内的磁通量乘以磁阻。
矫顽力 要使B值从减小到零,必须加上 相应的反 向外磁场,此反向磁场强度Hc 称为矫顽力。
磁滞 铁磁材料所具有的这种磁通密度B 的变化滞后于磁场强度H变化的现象。源自图1-8 铁磁材料的磁滞回线
1.2 常用的铁磁材料及其特性
2.磁化曲线和磁滞回线 基本磁化曲线 对同一铁磁材料,选择不同的磁场强度进行反复磁化,
电工电子技术基础2.3 磁路的基本概念
Rm
l
S
式中, 为磁导率,单位 H/m;长度 l 和截面积 S 的单位
分别为 m 和 m2 。因此,磁阻 Rm 的单位为 1/亨(H1)。由于磁
导率 不是常数,所以 Rm 也不是常数。
3.磁路欧姆定律 (1) 磁路欧姆定律
通过磁路的磁通与磁动势成正比,与磁阻成反比,即
Em
Rm
上式与电路的欧姆定律相似,磁通 对应于电流 I ,磁动势
1.磁场对放置于其中的直线电流有力的作用,其大小为F =
BIl sin,方向可用左手定则判断。
2.通电线圈放在磁场中将受到磁力矩的作用。
五、铁磁性物质的磁化
1.铁磁性物质都能够磁化。铁磁性物质在反复磁化过程中, 有饱和、剩磁、磁滞现象,并且有磁滞损耗。
2.铁磁性物质的 B 随 H 而变化的曲线称为磁化曲线,它表示 了铁磁性物质的磁性能。磁滞回线常用来判断铁磁性物质的性质和 作为选择材料的依据。
六、磁路
1. 磁通经过的闭合路径称为磁路。磁路中的磁通、磁动势 和磁阻的关系,可用磁路欧姆定律来表示,即
Em
Rm
其中,Rm
l
S
,Em = NI
2. 由于铁磁性物质的磁导率 不是常数,因此磁路欧姆
定律一般不能直接用来进行磁路计算,只用于定性分析。
2.磁路
磁通经过的闭合路径叫磁路。磁路和电路一样,分为有分支磁 路和无分支磁路两种类型。
图 5-12 给出了无分支磁路,图 5-13 给出了有分支磁路。在无 分支磁路中,通过每一个横截面的磁通都相等。
图 5-12 主磁通和漏磁通
图 5-13 有分支磁路
二、磁路的欧姆定律
1.磁动势
通电线圈产生的磁通 与线圈的匝数 N 和线圈中所通过
电机学讲义-磁路
i F / N 47.7 A 9.54102 A 500
3、磁路的基尔霍夫定律
(1)磁路的基尔霍夫电流定律(磁通
是连续的) 1 2 3 0
或
0
(2)磁路的基尔霍夫电压定律(实质 是安培环路定律)
3
Ni H klk H1l1 H 2l2 H 1Rm1 2Rm2 Rm k 1
磁滞回线——当H在Hm和- Hm之间反复变化时,呈现磁
滞现象的B-H闭合曲线,称
为磁滞回线。磁滞回线是逆 时针旋转的,要消耗能量。
3、基本磁化曲线
对同一铁磁材料,选择不同的Hm反复磁化,得到不同的 磁滞回线。将各条回线的顶点连接起来,所得曲线称为基 本磁化曲线。
总结:熟悉三 种磁化曲线的 图形。剩磁Br, 矫顽力Hc。
[补]电机的铁心为什么常常用硅钢板叠成?
【补】两个电感的尺寸、形状和线圈匝数均相同,一 个是铝心,一个是铁心,当它们并联接在同一个交流 电源上时,电流是否相同?
第三节 直流磁路的计算
磁路计算正问题——给定磁通量,计算所需的励磁磁动势 磁路计算逆问题——给定励磁磁势,计算磁路内的磁通量
磁路计算正问题的步骤: 1)将磁路按材料性质和不同截面尺寸分段; 2)计算各段磁路的有效截面积Ak和平均长度lk; 3)计算各段磁路的平均磁通密度Bk ,Bk=Φk/Ak; 4)根据Bk求出对应的Hk; 5)计算各段磁位降Hklk,最后求出 F=∑ Hklk。
有关交流磁路和铁心线圈的计算,将在变压器一章讨论。
第五节 电机的绝缘材料
绝缘纸、塑料薄膜、无纺布、云母、绝缘漆等。
电机的绝缘等级按照所用绝缘材料的耐热性能来划分:
AE B
F
H
C
105 120 130 155 180 大于200
电机学第1章磁路
涡流损耗
铁芯是有阻值的,当磁通交变时,铁芯中就会感应交变的电 势,进而在铁心内引起环流。这些环流通作涡流状流动,称 为涡流涡流引起的损耗,称为涡流损耗。
pw k w f B
2
2 m
思考:如何尽量减小涡流损耗?
• 为减小涡流损耗, 电机和变压器的铁 心都用含硅量较高 的薄硅钢片叠成。
后于磁场强度变化,通常在电机内也可理解为磁通落后于 激磁电流的现象,称为磁滞现象)。
磁滞回线:磁场强度H缓慢地循环变化,B-H曲线封 闭曲线 • 磁滞现象是铁磁材料的另一个特性。
B
Bm
b
a
Br
Hc
c f e
Hc
H
Hm
Hm
d
Bm
图1-7 铁磁材料的磁滞回线
基本磁化曲线:
对同一铁磁材料,选择不同的磁场强度进行反复 磁化,可得一系列大小不同的磁滞回线,再将各 磁滞回线的顶点联接起来,所得的曲线。
2.磁化曲线和磁滞回线
磁化曲线:将一块尚未磁化的铁磁材料进行磁化,当磁 场强度H由零逐渐增大时,磁通密度B将随之增大, 得到曲线B=f(H)。 特性:①具有高的导磁性能;②磁化曲线呈非线性(饱 和特性)它的磁化曲线具有饱和性,磁导率μFe不 是常数,且随H的变化而变化。 磁滞回线在oa段:当H增大→B增大,但B增大速度较慢 在ab段:当H增大→B增大,B增大速度快; 在bc段:B随H增大的速度又较慢; 在cd段:为磁饱和区(又呈直线段)。其中拐弯点b称 为膝点;c点为饱和点。 • 过了饱和点c,铁磁材料的磁导率趋近μ0。
R
k
mk
Fm
• 磁路和电路的比拟仅是一种数学形式上的类似、 而不是物理本质的相似。
第五章磁路与变压器
A*
A*
X
X
a* x
a x*
i
F1
A •
Xi a
• x
F2
A •
X a•
x
i
F1
A •
Xi a
x 同名端
•
F2
A •
X a
x•
同名端
二、线圈的接法 电器使用时两种电压(220V/110V)的切换:
1
*
3
*
2
4
220V: 联结 2 -3
110V: 联结 1 -3,2 -4
两种接法下线圈工作情况的分析
220V:联结 2 -3
i
1 10 *
N
3
U 220
*
2
N
4
励磁
i10
2
N
Φ m
U220 4.44 f (2N )Φm
Φ m
U 220
4.44 f 2N
220V:联结 2 -3
Φ m
U 220
4.44 f 2N
110V:联结 1 -3,2 -4
i10 1
*
1,3
3
U 110
*
2
2,4
4
U110 4.44 f (N )Φm
按绕组数分: 双绕组、多绕组及自耦变压器。
二. 构造
变压器铁心: 硅钢片叠压而成。 变压器绕组: 高强度漆包线绕制而成。 其它部件: 油箱、冷却装置、保护装置等。
线圈 铁心
铁心
壳式变压器
线圈 心式变压器
单相变压器的基本结构
i1 Φ
u1
铁芯
i2
u2 RL
原边 绕组
副边 绕组
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。
磁路的基本概念
课 题 5-5磁路的基本概念
时间:11月13日
教学目标 1.理解磁动势和磁阻的概念。
2.掌握磁路的欧姆定律。
教学重点 磁路的欧姆定律。
教学难点 磁路的欧姆定律的应用。
课前复习1.什么叫铁磁性物质的磁化?它能够被磁化的原因。
2.铁磁性物质的磁化曲线和磁滞回线的概念。
第五节 磁路的基本概念
一、磁路
1.磁路:磁通经过的闭合路径。
2.说明主、漏磁通。
3.磁路:无分支和有分支。
无分支 有分支
二、磁路的欧姆定律
1.通电线圈产生磁场,磁通随线圈匝数和所通过的电流的增大而增加。
把通过线圈的电流和线圈匝数的乘积称为磁动势。
E m = I N
单位:安培(A )
2.磁阻:磁通通过磁路时所受到的阻碍作用。
R m = S
l μ 式中:l -磁路长度(m );
S - 磁路横截面积(m 2);
μ- 磁导率(H /m );
R m - 磁阻(1/H )。
3.磁路的欧姆定律
(1)内容:通过磁路的磁通与磁动势成正比,与磁阻成反比。
(2)Φ = m
m R E
练习1.在磁场中,各点的磁场强度的大小不仅与电流的大小和导体的形状有关,而且与媒介质的性质有关。
()
2.磁路的欧姆定律是指:磁感应强度与磁动势成正比,与磁阻成反比。
()
小结1.磁动势和磁阻的概念。
2.磁路的欧姆定律。
3.全电流定律。
布置作业习题(《电工基础》第2版周绍敏主编)
4.问答与计算题(9)、(10)。
磁路基本概念教案
I=E/R-------φ=Em/Rm
三、全电流定律
推导:∵φ=Em/Rm,将φ=BS Em=IN Rm=L/uS
代入得:BS=IN/(L/uS)即B=(IN/L)
与公式B=uH对照得:
H=IN/L或HL=IN
上式表明:磁路中的磁场强度H与磁路的平均长度的乘积在数值上等于激发磁场的磁动势,称为全电流定律。
Em=IN单位:(安)A
2、磁阻
磁阻:磁通通过磁路时所受到的阻碍作用。
Rm=L/uS
L—磁路长度
S—磁路截面积
u—介质的磁导率(H/M)
3、磁路的欧姆定律
通过磁路的磁通与磁动势成正比,而与磁阻成反比。
公式表示:φ=Em/Rm
可与电路的欧姆定律有相似关系:
φ-----I
R=ΡL/S-----Rm=L/uS
磁位差:磁场强度H与磁路中的长度L的乘积,又称为磁位差。Um=HL
若研究的磁路具有不同的截面,并且是由不同的材料构成的,则磁路分为许多段来考虑,即同一材料,同一截面为一段:
可得:IN=H1L1+H2L2+H3L3+…….HnLn
或::IN=∑HL=∑Um
[例题]空心环行螺线管如图匝数为5000匝,若通过线圈的电流为1A则线圈的磁感应强度是多少?线圈中的磁通是多少?[0.011T 3.45×10-6Wb]
年月日
课题
磁路的基本概念
课型
新授
授课日期
授课时数
2(总第~)
教学目标
1、理解磁路中磁势磁阻的概念以及磁路的欧姆定律。
2、全电流定律及其应用。
教学重点
磁路中的欧姆定律和全电流定律的应用;
教学难点
磁势和磁阻的概念
磁路的基本概念和基本定律
磁路的基本概念和基本定律在很多电工设备(象变压器、电机、电磁铁等)中,不仅有电路的问题,同时还有磁路的问题,这一章,我们就学习磁的相关知识。
一、磁铁及其性质:人们把物体能够吸引铁、钴等金属及其合金的性质叫做磁性,把具有磁性的物体叫做磁体(磁铁)。
磁体两端磁性最强的区域叫磁极。
任何磁体都具有两个磁极,而且无论把磁体怎样分割总保持有两个异性磁极,也就是说,N极和S极总是成对出现的。
与电荷间的相互作用力相似,磁极间也存在相互的作用力,且同极性相互排斥,异极性相互吸引。
1.1磁场与磁感应线磁铁周围和电流周围都存在磁场。
磁场具有力和能的特征。
磁感应线能形象地描述磁场。
它们是互不交叉的闭合曲线,在磁体外部有N极指向S极,在磁体内部由S极指向N极,磁感应线上某点的切线方向表示该点的磁场方向,其疏密程度表示磁场的强弱。
1.2描述磁场的物理量:磁感应强度B:在磁场中垂直于磁场方向的通电导线所受电磁力F与电流I和导线有效长度L的乘积IL的比值即为该处的磁感应强度,即B=F/IL,单位:特斯拉。
磁感应强度是表示磁场中某点磁场强弱和方向的物理量,它是一个矢量,它与电流之间的方向关系可用右手螺旋定则来确定。
磁通∮:磁感应强度B和与它垂直方向的某一截面积S的乘积,称为通过该面积的磁通,即∮=BS,由上式可知,磁感应强度在数值上可以看作与磁场方向相垂直的单位面积所通过的磁通,故又称为磁通密度,单位是伏.秒,通常称为“韦”。
磁通∮是描述磁场在空间分布的物理量。
磁导率u是说明媒体介质导磁性能的物理量。
1.3定则电流与其产生磁场的方向可用安培定则(又称右手螺旋法则)来判断。
安培定则既适用于判断电流产生的磁场方向,也可用于在已知磁场方向时判断电流的方向。
1.直线电流产生的磁场,以右手拇指的指向表示电流方向,弯曲四指的指向即为磁场方向。
2.环形电流产生的磁场:以右手弯曲的四指表示电流方向,拇指所指的方向即为磁场方向。
3.通电导体在磁场内的受力方向,用左手定则来判断。
第一章磁路
铁磁物质的磁导率
非铁磁材料的磁导率接近真空磁导率0 ,铁 磁材料的磁导率比非铁磁材料的磁导率大得多, 即 0 。 常用铁磁材料的磁导率 铸钢: ≈1000 0 硅钢片:≈(6000 ~ 7000) 0 玻莫合金: ≈(20000 ~ 200000) 0
二、磁化曲线及磁滞回线
???
F Hl 159 0 .3 A 47 .7 A
励磁电流
iF
N
9.54 10 A
2
磁路的基本定律
磁路的基尔霍夫第一定律
磁路的基尔霍夫第一定律:穿出或进入 任一闭和面的总磁通量恒等于零(或者说, 进入任一闭合面的磁通量恒等于穿出该闭 合面的磁通量),这就是磁通连续性定律。
在电路中有电流时,就有功率损耗 I R ;而在直流磁路中,维持一 定的磁通量 ,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过,导线外没有电流,在 磁路中,则没有绝对的磁绝缘体,除了铁心中的磁通外,实际上总 有一部分漏磁通散布在周围的空气中。 电路中导体的电阻率 在一定的温度下是不变的,而磁路中铁心 的磁导率 Fe却不是常值,它是随铁心的饱和程度大小而变化的。
2、磁路欧姆定律
对于一个等截面无分支的铁心磁路,如图 由于:Ф =∫BdA=BA H=B/μ F=Ni=Hl=(B/μ )l= Ф l/(μ A) 所以: F= ФRm
Ф i N A
Ф i N 磁路 A
F
磁路
Ф
Rm
相当于电路的欧姆定律: U= RI 模拟电路图如图。
模拟电路图 Ф F
Rm
公式:
- Φ1 Φ2 Φ3 0
Φ 0
Rm2
又称磁路的并联定律。
电机学:第一章 磁路2
主要内容:磁路基本定律,铁磁材料及交、直流磁路。
1-1磁路的基本定理
一、磁路的概念 同电流流过的路径称为电路一样,磁通经过的路径为磁路。 利用导磁性能良好的铁磁物质构成磁路。例如在电机、变压
器等设备中,应用铁磁物质制成一定的形状的磁路,使磁场主要 在这部分空间内分布。如图分别为变压器和直流电机的磁路。
用直流励磁 用交流励磁
磁路中磁通恒定 磁路中磁通交变
直流磁路 直流电机 交流磁路 变压器、感应电机
二、磁路的基本定律
磁路的基本定律有 安培环路定律,磁路的欧姆定律,磁路的基尔霍 夫第一定律,磁路的基尔霍夫第二定律。 1、安培环路定理(或称全电流定理)
在磁路中沿任一闭合路径L,磁场H的线积分等于该闭合回路所包围 的总电流,即:
基尔霍夫第二定律
Ni Hl Rm
电动势 E=IR 电流 I 电阻 R=L/σA =ρL/A 电导 G=1/R
电导率
欧姆定律 I= E R
基尔霍夫第一定律 i 0
基尔霍夫第二定律
e iR
电路与磁路的不同点:
1、电路中有电流就有功率损耗。磁路中恒定磁通下没有功率损耗。 2、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
范围内。所以电机和变压器的铁心用导磁率较高的铁磁材料组成。
一、铁磁物质的磁化
1 、铁磁物质
铁磁物质的磁导率都很大,一般是
的几千倍。
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铁磁物质
金属
铁、钴、镍: B高,居里温度高。缺点是电阻率 低,涡流耗严重。
非金属 铁氧体: 电阻率高,涡流损耗小,抗锈防腐。
2、铁磁物质的磁化
缺点是B低,温度稳定性差。
I
Rm R F E
注:由于铁磁材料的磁导率不是常数,所以Rm一般不是常数。 3、磁路的基尔霍夫第一定律
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磁路的基本概念
磁路是指从磁场产生的力线通过介质(如铁芯、空气等)所形成的路径。
在磁路中,磁感应强度(或磁场强度)、磁通量、磁阻等都是基本概念。
磁感应强度(B):在物理学中,磁感应强度是一个表示磁场强度大小和方向的物理量,单位为特斯拉(T)。
磁通量(Φ):磁通量是通过一个曲面的磁感应线数目,通常表示为Φ,单位为韦伯(Wb)。
磁阻(Rm):磁通量在磁路中的传递需要经过介质,介质对于磁通量的传递起到阻碍作用,称为磁阻,单位为亨利(H)/安培(A)。
通过这些基本概念,可以描述磁路的特性,如磁路的导磁性、磁路的磁阻大小、磁路中磁通量的分布等等。
同时,在电机、变压器等电力设备中,磁路的设计和优化也十分重要。