A、磁路与交流铁心电感

电
B
感
线 圈
K=S’/S 填充系数
09
A.3 恒定磁通磁路的计算
一、第一类计算 （Φ→F） 空气隙的横截面积S：考虑磁场的边缘效应。
B
l0
磁
ab
S0=(a+l0)*(b+l0)
路
与
铁
芯
电 感
磁路分析的两个假设：
线 圈
1、磁路内部为匀强磁场 2、忽略漏磁
10
A.3 恒定磁通磁路的计算
一、第一类计算 （Φ→F）
圈
05
A.2 磁路的基本定律
一、磁路第一定律
2
对于磁路的任
何一个闭合面有： 0
S 3
1
对于图示磁路中的闭合面S有： 1 2 3
磁 路
二、磁路第二定律
与 铁 芯
对于磁路的任
I
电 感
N
一闭合回路有： Hl NI
线
圈
磁压Um
磁动势F
H1 l1
H0 l0
H2 l2
06
A.2 磁路的基本定律
三、磁路的欧姆定律
例A.1 某线圈绕在材质均匀的单回路铁芯上，
S’=50cm2，l’=60cm ，N=1000匝。要使得铁
芯中具有φ=45×10-4Wb的磁通量。求当铁心分别
为铸钢、硅钢片时，线圈的励磁电流 I=？
磁 路
B(T ) 电工钢片
解： B
与
1.0
铁
芯
电
0.5
感
线
铸钢
H (102 A / m)
S 45104
电
感
线 圈
解：按材料、横截面 把磁路分为3段，各段尺寸：
15
A.3 恒定磁通磁路的计算
一、第一类计算 （Φ→F）
l2
I
2
N
l1 13
l1
l0
l2
2
0.2
磁
5
17
5
5
路
与 铁
解：铁磁材料，大截面段的有效长度、有效面积
芯
电 感
l1 l1 l1 (13 2) 2 30 cm 0.3 m
线 圈
圈
03
A.1 磁场与磁路
三、磁滞回线与基本磁化曲线
1、磁滞回线
B
Br
软磁
磁 路
HC Hm
HC O
Hm H
与 铁
Br
硬磁
芯
电
感 线
交流磁化、充磁、剩磁、去磁、矫顽力、回线
圈
04
A.1 磁场与磁路
三、磁滞回线与基本磁化曲线 2、基本磁化曲线（BH曲线） B
磁 路
Hm
H Hm
与
铁
芯
电
感 线
交流磁化、Hm从小到大、回线顶点连线
与
匀强磁场： Φ=BScosθ
铁
芯 电
B又称为：磁通密度 ( θ=0°时，B=Φ/S)
感
线 圈
2、磁场强度与磁导率
01
A.1 磁场与磁路
一、描述磁场的几个基本物理量 2、磁场强度与磁导率
磁场强度 H 单位：安培/米（A/m)
磁导率 μ 单位：亨/米（H/m)
H、B、μ 三者的关系： B=μH
磁
路 与
18
A.3 恒定磁通磁路的计算
与 铁
沿磁力线方向上，
芯 电
磁路中心轴线的
感
线
长度 l 。
圈
08
A.3 恒定磁通磁路的计算
一、第一类计算 （Φ→F）
磁路的有效横截面积S： 当铁心由整块铁磁材料 构成的时候，S’=S。
B ab
S’=a*b
磁
磁路的有效横截面积S：
S’=a*b*k
路 与 铁
当铁心由多片硅钢片构
b a
芯
成的时候，S’ =kS。
线
圈
S2 2 5 0.9 9 cm2 9 104 m2
17
A.3 恒定磁通磁路的计算
一、第一类计算 （Φ→F）
l2
I
2
N
l1
l0
l2
l1 13 2
0.2
磁
5
17
5
5
路
与 铁
解：空气隙段的有效长度、有效面积
芯
电 感
l0 0.2 cm 0.002 m
线
圈
S0 (2 0.2) (5 0.2) 11.44 cm2 11.44 104 m2
圈
0.9 T
o
2
4
6
8
10
12
A.3 恒定磁通磁路的计算
一、第一类计算 （Φ→F）
查硅钢片BH曲线 H2 190A / m
I2
H2l N
190 0.6 1000
0.114
A
磁 路
B(T ) 电工钢片
解： B
与
1.0
铁
芯
电
0.5
感
线
铸钢
H (102 A / m)
S 45104
50 104
圈
5
14
A.3 恒定磁通磁路的计算
一、第一类计算 （Φ→F）
l2
I
2
N
l1
l0
l2
l1 13 2
0.2
磁
5
17
5
5
路
与 铁
H(A/m 100 200 400 800 1600 3000 6000 10000 12000
芯
B(T) 0.67 0.91 1.10 1.23 1.37 1.45 1.60 1.67 1.70
附录A 磁路与铁芯电感线圈
主要内容：
A.1 磁场与磁路
A.2 磁路的基本定律
A.3 恒定磁通磁路的计算
制
作 ：
A.4 交流铁芯线圈
刘
长
学
A.1 磁场与磁路
一、描述磁场的几个基本物理量
1、磁通量与磁感应强度
磁通量：Φ 单位：韦伯(Wb) 磁感应强度：B 单位：特斯拉(T)
磁 路
两者的关系： B dS S
50 104
圈
0.9 T
o
2
4
6
8
10
11
A.3 恒定磁通磁路的计算
一、第一类计算 （Φ→F）
查铸钢BH曲线 H1 800A / m
I1
H1l N
800 0.6 1000
来自百度文库
0.48
A
磁 路
B(T ) 电工钢片
解： B
与
1.0
铁
芯
电
0.5
感
线
铸钢
H (102 A / m)
S 45104
50 104
空气（真空）的磁导率 μ0 =4π×10-7（H/m)
铁
芯 电
相对磁导率 μr =μ/ μ0
感 线
非铁磁材料 μr ≈1 ，铁磁材料 μr ≈102 ~ 106
圈
02
A.1 磁场与磁路
二、铁磁材料的性能 起始磁化曲线
B,
b B
磁 路
a
与 铁 芯
O H
Hm
H
电
感 线
非线性，导磁能力，三个不同区域
Um Hl B l l
S
H S
l
磁 路
l
S
Rm
Um Rm
与
铁 芯 电
Rm
l
S
单位：1/亨 （1/H）
感
线
圈
常用于第二类磁路计算中估算磁通量。
07
A.3 恒定磁通磁路的计算
一、第一类计算 （Φ→F）
计算步骤以及使用的公式：
B
空查气BHB曲线
H
F
F
I
S
0
Hl N
磁 路
磁路的有效长度 ：
S1 5 5 0.9 22.5 cm2 22.5104 m2
16
A.3 恒定磁通磁路的计算
一、第一类计算 （Φ→F）
l2
I
2
N
l1 13
l1
l0
l2
2
0.2
磁
5
17
5
5
路
与 铁
解：铁磁材料，小截面段的有效长度、有效面积
芯
电 感
l2 l2 l2 (17 5) 2 0.2 34.8 cm 0.348 m
0.9 T
o
2
4
6
8
10
13
A.3 恒定磁通磁路的计算
一、第一类计算 （Φ→F）
例A.2 铁芯的填充系数k=0.9，图中数据长度单位为 厘米，线圈匝数N=1000，求在磁路中获得15×10-4 Wb的磁通量所需要的励磁电流。
磁
l2
I
2
路 与
N
l1 13
铁 芯 电
l1
l0
l2
2
感
0.2
线
圈
5
17
5