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既为该点的磁场方向。
的单位:伏•秒,通称为韦[伯] Wb
或麦克斯韦Mx 1Wb=108Mx
.
二、磁感应强度
磁力线的疏密程度,反映了该处磁场的强弱。
与磁场方向相垂直的单位面积上通过的磁通(磁
力线),可表示磁场内某点的磁场强弱和方向。
矢量
B S
B的单位:特[斯拉](T) 的单位:韦伯
如 磁场内各点的磁感应强度的大小相等,方向相同,
+
u
–
1
e+–σe
– 11+
s1
一次侧接交流电源, 二次侧开路。
N1
i2 0
++
–e 2
u 20
–
N2
u1 i0 ( i0N1)
s1
eσ1
Lσ1
di0 dt
e1
N1
dΦ dt
dΦ e2 N2 dt
空载时,铁 心中主磁通
是由一次
绕组磁通势 产生的。
.
i0 N1 m
原、副边电压关系(变电压)
根据交流铁心线圈电
这样的磁场则称为均匀磁场。 =BS
.
三、磁场强度
磁场强度是计算磁场所用的物理 量,其大小为磁感应强度和导磁率之比。
矢量
H B
H的单位:安/米
的单位:亨/米
.
四、磁导率
磁导率 是一个用来表示磁场媒质磁性和衡
量物质导磁能力的物理量。
•真空中的磁导率为常数
041 07H/m
.
•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
接二负次载绕。组磁通势 –
1
e+–σe11+–
s2 s1
共同产生的合成
N1
磁通。
dΦ
i Ni N u11 i11( i1N12 )
2
s1
e1 N1 dt
磁感应 强度
安培环路 定律
F Rm
Rm
l S
Φ B
S
NI HL
0
欧姆定律 电阻
电流 强度
克氏
克氏
电压定律 电流定律
IE R
R l S
JI S
E U
I
0
.
3.2 交流铁心线圈电路
一.电磁关系
u i(Ni)
s
i
+
eu
-
es
-
e
+ -
s
e+s
铁心线圈的交流电路
e N d dt
es
Nds dt
NIHlBl l
S
I
NI F
l
Rm
磁路的
S
欧姆定律
说明 F=NI为磁通势 l为磁路的平均长度
.
Rm为磁阻 S为磁路的截面积
磁路和电路的比较(一)
磁I
路
N
磁通势 磁通
FINΦ
磁压降
HL
I
电
+
电动势 电流 电压降
路
E UR
_
EI
U
.
磁路
I N
电路 +I _E R
磁路与电路的比较 (二)
基本定律 磁阻
3
(H=0),铁心在磁化时所
O 6 H 获的磁性还未完全消失,这
5 4
时铁心中所保留的磁感应强 度称为剩磁感应强度Br
磁滞回线
.
0
铁磁材料分类:
软磁材料(磁滞回线窄长。常用
做磁头、磁心等)
永磁材料(磁滞回线宽。常用做
永久磁铁)
矩磁材料(磁滞回线接近矩形。可
用做记忆元件)。
B(φ) Br
Hc 0
H(I)
有效值
UUm 2
4.44fNΦm
交流磁路的特点:
当外加电压U、频率
f
、线圈匝数N一定时,Φ .
m
恒定。
3.3 变压器
变压器是变换各种交流电压的电器。它是利 用电磁感应定律并通过磁路的耦合作用, 把某一 个数量级的交流电压,变换成同频率的另一个数 量级的交流电压的能量变换装置。
.
变压器的分类
电力变压器 (输配电用)
按用途分 仪用变压器
整流变压器 三相变压器
按相数分 单相变压器
S9-M-400/10配电变压器
.
变压器的基本结构
+
i1
Φ
u1
–
变压器符号:
N1 单相变压器
铁心
i2
+
u2 ZL
–
N2 二次
绕组
一次、二次绕组 互不相连,能量的 传递靠磁耦合。
.
3.3.1 变压器的工作原理
1.电压变换
i0
设变压器空载运行
B,
B
B H
O
H
磁化曲线
注:当有磁性物质存在时B与 H不中通有交变电流(大小和方向都变化)
时,铁心就受到交变磁化,电流变化时,B随H而变化, 当H已减到零值时,但B未回到零,这种磁感应强度滞
后于磁场强度变化的性质称磁性物质的磁滞性。
B Br 2
1
剩磁:当线圈中电流减到零
r
0
或
r
H 0H
B B0
r1非磁性 r 材 1磁料 性材
.
3.1.2 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、高导磁性
指磁性材料的磁导率很高, r>>1,使其具有 被强烈磁化的特性。
磁 性 物 质 的 磁 化
.
二、磁饱和性
当外磁场(或励磁电流)增大到一定值时,磁 性材料的全部磁畴的磁场方向都转向与磁场的方 向一致,磁化磁场的磁感应强度BJ达到饱和值。
.
B(φ)
Br
Hc H(I)
B(φ)
Br
Hc 0
H(I)
3.1.3 磁路及其分析 安培环路定律(全电流定律):
磁场中任何闭合回路磁场强度的线积分,等于通过 这个闭合路径内电流的代数和。即
HdlI I1 I2
I3
电流方向和磁场强度的方向
H
符合右手定则,电流取正;
否则取负。
.
在无分支的均匀磁路(磁路的材料和截面积相
Ls
di dt
.
二、交流磁路的分析
交流激励
Φ 线圈中产生感应电势
和Φ 产生
的感应s 电势
Φ
电路方程:
i
u+
-
Φ
-
s
+e
-+es
uuR (e)(es) Ri(e)
u 一般情况下 R 很小
Φ:主磁通
Φ s
:漏磁通
u N dΦ dt
.
Φ
i
Φ
s
u
eL
es
u N dΦ dt
假设 Φmsint
则 uNΦmcos t 2 fNΦmcos t
同,各处的磁场强度相等)中,安培环路定律可 写成:
Hdl Hxlx Hx2x
x
I NI
Hx
Hx
NI lx
F lx
其中
I
l x=2 x是半径为x的圆周长
Hx是半径 x 处的磁场强度 F=NI即线圈匝数与电流的乘 积,称磁通势
. 单位为安[培](A)
磁路的欧姆定律
对于环形线圈
线圈 匝数N
磁路 长度L
第3章 磁路与变压器
3.1 磁路 3.2 交流铁心线圈电路 3.3 变压器 (自学为主)
.
磁路:主磁通所经过的闭合路径。
3.1 磁路
i
+
Φ
u
-
.
3.1.1 磁场的基本物理量
磁场的特性可用磁通、磁感应强度、磁场强度、 磁导率等几个物理量表示。
一、磁通
磁场中穿过某一截面积S 的磁感应线数,称为
通过该面积的磁通[量]。磁感应线上每一点的切线方向
i10
路的分析可得:
E1 4.44f N1Φm
u1
e1
i2
e 2 u 20
E2 4.44f N2Φm U1 E1 N1 K U2 E2 N2
i2 0 时 u2 u20
K为变比
结论:改变匝数比,就能改变输出电压。
.
2. 电流变换
带负载运行情况
i1
一有次载侧时接,交铁流心中 +
电主源磁,通二是次由侧一次、u
的单位:伏•秒,通称为韦[伯] Wb
或麦克斯韦Mx 1Wb=108Mx
.
二、磁感应强度
磁力线的疏密程度,反映了该处磁场的强弱。
与磁场方向相垂直的单位面积上通过的磁通(磁
力线),可表示磁场内某点的磁场强弱和方向。
矢量
B S
B的单位:特[斯拉](T) 的单位:韦伯
如 磁场内各点的磁感应强度的大小相等,方向相同,
+
u
–
1
e+–σe
– 11+
s1
一次侧接交流电源, 二次侧开路。
N1
i2 0
++
–e 2
u 20
–
N2
u1 i0 ( i0N1)
s1
eσ1
Lσ1
di0 dt
e1
N1
dΦ dt
dΦ e2 N2 dt
空载时,铁 心中主磁通
是由一次
绕组磁通势 产生的。
.
i0 N1 m
原、副边电压关系(变电压)
根据交流铁心线圈电
这样的磁场则称为均匀磁场。 =BS
.
三、磁场强度
磁场强度是计算磁场所用的物理 量,其大小为磁感应强度和导磁率之比。
矢量
H B
H的单位:安/米
的单位:亨/米
.
四、磁导率
磁导率 是一个用来表示磁场媒质磁性和衡
量物质导磁能力的物理量。
•真空中的磁导率为常数
041 07H/m
.
•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
接二负次载绕。组磁通势 –
1
e+–σe11+–
s2 s1
共同产生的合成
N1
磁通。
dΦ
i Ni N u11 i11( i1N12 )
2
s1
e1 N1 dt
磁感应 强度
安培环路 定律
F Rm
Rm
l S
Φ B
S
NI HL
0
欧姆定律 电阻
电流 强度
克氏
克氏
电压定律 电流定律
IE R
R l S
JI S
E U
I
0
.
3.2 交流铁心线圈电路
一.电磁关系
u i(Ni)
s
i
+
eu
-
es
-
e
+ -
s
e+s
铁心线圈的交流电路
e N d dt
es
Nds dt
NIHlBl l
S
I
NI F
l
Rm
磁路的
S
欧姆定律
说明 F=NI为磁通势 l为磁路的平均长度
.
Rm为磁阻 S为磁路的截面积
磁路和电路的比较(一)
磁I
路
N
磁通势 磁通
FINΦ
磁压降
HL
I
电
+
电动势 电流 电压降
路
E UR
_
EI
U
.
磁路
I N
电路 +I _E R
磁路与电路的比较 (二)
基本定律 磁阻
3
(H=0),铁心在磁化时所
O 6 H 获的磁性还未完全消失,这
5 4
时铁心中所保留的磁感应强 度称为剩磁感应强度Br
磁滞回线
.
0
铁磁材料分类:
软磁材料(磁滞回线窄长。常用
做磁头、磁心等)
永磁材料(磁滞回线宽。常用做
永久磁铁)
矩磁材料(磁滞回线接近矩形。可
用做记忆元件)。
B(φ) Br
Hc 0
H(I)
有效值
UUm 2
4.44fNΦm
交流磁路的特点:
当外加电压U、频率
f
、线圈匝数N一定时,Φ .
m
恒定。
3.3 变压器
变压器是变换各种交流电压的电器。它是利 用电磁感应定律并通过磁路的耦合作用, 把某一 个数量级的交流电压,变换成同频率的另一个数 量级的交流电压的能量变换装置。
.
变压器的分类
电力变压器 (输配电用)
按用途分 仪用变压器
整流变压器 三相变压器
按相数分 单相变压器
S9-M-400/10配电变压器
.
变压器的基本结构
+
i1
Φ
u1
–
变压器符号:
N1 单相变压器
铁心
i2
+
u2 ZL
–
N2 二次
绕组
一次、二次绕组 互不相连,能量的 传递靠磁耦合。
.
3.3.1 变压器的工作原理
1.电压变换
i0
设变压器空载运行
B,
B
B H
O
H
磁化曲线
注:当有磁性物质存在时B与 H不中通有交变电流(大小和方向都变化)
时,铁心就受到交变磁化,电流变化时,B随H而变化, 当H已减到零值时,但B未回到零,这种磁感应强度滞
后于磁场强度变化的性质称磁性物质的磁滞性。
B Br 2
1
剩磁:当线圈中电流减到零
r
0
或
r
H 0H
B B0
r1非磁性 r 材 1磁料 性材
.
3.1.2 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、高导磁性
指磁性材料的磁导率很高, r>>1,使其具有 被强烈磁化的特性。
磁 性 物 质 的 磁 化
.
二、磁饱和性
当外磁场(或励磁电流)增大到一定值时,磁 性材料的全部磁畴的磁场方向都转向与磁场的方 向一致,磁化磁场的磁感应强度BJ达到饱和值。
.
B(φ)
Br
Hc H(I)
B(φ)
Br
Hc 0
H(I)
3.1.3 磁路及其分析 安培环路定律(全电流定律):
磁场中任何闭合回路磁场强度的线积分,等于通过 这个闭合路径内电流的代数和。即
HdlI I1 I2
I3
电流方向和磁场强度的方向
H
符合右手定则,电流取正;
否则取负。
.
在无分支的均匀磁路(磁路的材料和截面积相
Ls
di dt
.
二、交流磁路的分析
交流激励
Φ 线圈中产生感应电势
和Φ 产生
的感应s 电势
Φ
电路方程:
i
u+
-
Φ
-
s
+e
-+es
uuR (e)(es) Ri(e)
u 一般情况下 R 很小
Φ:主磁通
Φ s
:漏磁通
u N dΦ dt
.
Φ
i
Φ
s
u
eL
es
u N dΦ dt
假设 Φmsint
则 uNΦmcos t 2 fNΦmcos t
同,各处的磁场强度相等)中,安培环路定律可 写成:
Hdl Hxlx Hx2x
x
I NI
Hx
Hx
NI lx
F lx
其中
I
l x=2 x是半径为x的圆周长
Hx是半径 x 处的磁场强度 F=NI即线圈匝数与电流的乘 积,称磁通势
. 单位为安[培](A)
磁路的欧姆定律
对于环形线圈
线圈 匝数N
磁路 长度L
第3章 磁路与变压器
3.1 磁路 3.2 交流铁心线圈电路 3.3 变压器 (自学为主)
.
磁路:主磁通所经过的闭合路径。
3.1 磁路
i
+
Φ
u
-
.
3.1.1 磁场的基本物理量
磁场的特性可用磁通、磁感应强度、磁场强度、 磁导率等几个物理量表示。
一、磁通
磁场中穿过某一截面积S 的磁感应线数,称为
通过该面积的磁通[量]。磁感应线上每一点的切线方向
i10
路的分析可得:
E1 4.44f N1Φm
u1
e1
i2
e 2 u 20
E2 4.44f N2Φm U1 E1 N1 K U2 E2 N2
i2 0 时 u2 u20
K为变比
结论:改变匝数比,就能改变输出电压。
.
2. 电流变换
带负载运行情况
i1
一有次载侧时接,交铁流心中 +
电主源磁,通二是次由侧一次、u