磁路的基本定律

第一章磁路

第一节磁路的基本定律

磁场是机电能量转换的媒介，磁场所经过的路径成为磁路，工程中经常把磁场问题简化成磁路来处理。

一、磁路的概念

主磁通

/

----- —11 t, I I if ------

______ /

上磁通漏磁通

b)

a)

上图分别是变压器和直流电机的磁路。

主磁通，漏磁通，主磁路，漏磁路

总结：初步了解变压器和直流电机的磁路。、磁场的几个常用物理量

1磁感应强度B :又称为磁密，表示磁场强度和大小的物理量,

2.磁通①：垂直通过某截面的磁力线的总和，Wb

3 .磁场强度H :磁场计算时引用的物理量，A/m

4.磁势F:磁场计算时引用的物理量，A

关系：B=卩H ,①=B.A , F=Hl

可以结合第一部分谈。

2 Wb/m

总结：这四个物理量的定义和相互关系。

三、磁路的基本定律

1.安培环路定律

磁场强度H沿任何一条封闭的回路的线积分等于该回路所包围的电流的代数和。

^Hdl =送i

当回路中的H处处相等时，有HL= S i

漏磁通

2.磁路的欧姆定律

通过某段磁路的磁通等于该磁路两端的磁势除于该段磁路的磁阻

-Rm

可从安培环路定律推导。

3.磁路的基尔霍夫第一定律

2：①=0

表明磁通是连续的。如右图，有

4.磁路的基尔霍夫第二定律

3

N^Z Hklk 二H1I1 +H2I2 +H护

k壬

5.

(1) e=BIv

方向由右手定则确定。

d*

(2) e = —N ——

dt

正方向的定义有规则。

电磁感应定律

6.电磁力定律

(1)f=Bil

方向由左手定则确定。

(2)

方向总是吸引的。

[例1-1]

总结：熟悉这六个磁路的基本定律。

◎A

£

^2

二、磁化曲线和磁滞回线

1.起始磁化曲线

将一块未磁化的铁磁材料放到磁场中磁化， H

从0开始变化，磁通密度 B 与H 的关系所描绘的曲线 称为起始磁化曲线。 起始磁化曲线一般分为四段。

2•磁滞回线

如图，逆时针旋转。 剩磁Br ，矫顽力He 。

第二节常用铁磁材料及其特性

一、铁磁物质的磁化

铁磁物质：铁、镍、钴及其合金， Fe 26，Ni 27，CO 28

磁畴的概念。

b)

3.基本磁化曲线

连接起始磁化曲线的顶点而成。

磁场强度

电机设计一般采用基本磁化曲线。

总结：磁滞回线，基本磁化曲线 。

三、铁磁材料 由铁磁物质制成的材料。 软磁材料：磁滞回线面积小，剩磁和矫顽力小，如

纯铁、低碳钢板、硅钢片等； 硬磁材料：磁滞回线面积大，剩磁和矫顽力大，如铝镍钴、铁氧体、稀土钴、钕铁硼 等。

例如:

总结：软磁材料，硬磁材料；了解硅钢片的牌号的意义

四、铁芯损耗

1 .磁滞损耗

原因说明。有P h x B mm f 2.涡流损耗

原因说明。有P e 工B ^f 2 3. 铁心损耗

总结：熟悉铁心损耗与最大磁密和频率的关系 。

第三节直流磁路的计算

磁路计算的正问题：给定磁通，求励磁磁势； 磁路计算的逆问题：给定励磁磁势，求磁通。

磁路计算的正问题一般可一次求出：分五步。

如果磁路中有铁磁物质，由于铁磁物质导磁率的非线性，则磁路计算的逆问题一般要 用叠代法求解。

［例1-2］是串联磁路的正问题，［例1-3］是并联磁路的正问题。 至于交流磁路的计算，一般按照磁路中最大磁密所经过的路径求解。

总结：熟悉磁路计算的正问题的步骤。

DR510 : D ：电工钢板； DW310 : D ：电工钢板；

DQ280 :

R:热轧；510:表示铁耗大小的数据，5.1W/kG.

W:无取向冷轧；310:表示铁耗大小的数据,3.1W/kG .

Q ：有取向冷轧；280:表示铁耗大小的数据，2.8W/kW.

为磁滞损耗与涡流损耗之和。有

C 2 £ 1.3

P Fe X B m f

第四节交流磁路的特点

特点：

（1）磁路中磁通的大小和方向是交变的；

（2）励磁绕组中会产生感应电动势；

（3）如果磁路中有铁磁物质，铁磁物质内部会产生铁心

损耗。

［讨论题1］图中，当外加正弦交流电时，绕组中是否会产

生感应电动势？当电流的瞬时值增加或减少时，分别标出此时的感

应电动势的方向。

［讨论题2］两个电感的尺寸和线圈匝数完全相同，一个是铝心，另一个是铁心，把它们都接在同一个交流电源上，电流是否相同？