电机学-磁路基本知识综述

－ Φ3＋ Φ1＋ Φ2＝ 0
Φ1
闭合面来自百度文库Φ2
即 Φ＝0
i1
i2
Φ3
l1
l3
l2
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电机常用的基本电磁理论
3、磁路的基尔霍夫第二定律 背景:磁路计算时，总把整个磁路分成若干段，每段为同一 材料、相同截面积，且段内磁通密度处处相等，磁场强度 亦处处相等。
沿任何闭合磁路的总磁动势等于各段磁压降的代数 和。该定律称为磁路的基尔霍夫第二定律。
HlNI
例：如右图，磁路由三段组成，两段为截面 积不同的铁磁材料，一段为空气，磁动势为 NI，则应用磁路的基尔霍夫第二定律有：
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电机常用的基本电磁理论
4、磁路的欧姆定律
不分支磁路的磁通等于作用于该磁路的磁势与磁阻之 比，即为磁路欧姆定律。由以下式子推导：
BdA BA
B H
H Ni l
电流下真空时该点的磁感应强度B0之比的倍数。
自然界的所有物质按磁导率的大小，大体上可分为磁性 材料和非磁性材料。
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电机常用的基本电磁理论
0.2 磁路的基本定律
一. 磁路的概念
工程上，为得到较强磁场，
广泛利用铁磁物质，在电机、 变压器等设备中将铁磁物质制
＋
i
成一定形状，人为的构成磁通 u 的路径，使磁场主要在这部分 －
Rm为磁阻，磁路截 面愈大，路径愈长， 磁阻愈大。类似于电 阻，但本质不同。 F=N*i为作用在铁心 磁路上的安匝数，称 为磁路的磁动势。
Ni
1 l
A
F iN Rm Rm
i
N
A
Ф
F
Rm
l
a)无分支铁心磁路
b)模拟电路图
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电机常用的基本电磁理论
5、电路与磁路的区别 (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； (3)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。 可见，磁路与电路仅是形式上的类似，而本质是不同的。
Ñ LHdli1i2i3
若沿L，磁场强度H处处相等，则：H۰L=N۰i
N۰i为安匝数，表征磁势的大小。
安培环路定律
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2、磁路的基尔霍夫第一定律 任取一闭合面，根据磁通连续性原理，进入闭合面的
磁通，必等于流出闭合面的磁通，即穿过闭合面的磁通的 代数和为零，该定律称为磁路的基尔霍夫第一定律。
电机常用的基本电磁理论
绪论：电机常用的基本电磁理论
0.1 磁场的基本物理量 0.2 磁路的基本定律 0.3 常用铁磁材料及其特性 0.4 交流铁芯线圈
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电机常用的基本电磁理论
0.1 磁场的基本物理量
0.1.1 磁感应强度
磁感应强度B
表示磁场内某点磁场强弱和方向的物理量。 在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受的安培力F跟 电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫做磁感应强 度，简称 磁感强度。
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电机常用的基本电磁理论
磁路与电路的对比
电路
磁路
基本物理量及表达式 单位
基本物理量及表达式
单位
电流：I
A 磁通：Φ
Wb
电动势：E
V 磁动势：F=NI
空间内分布。这种磁通所通过
的路径称之为磁路。
Φ Φ
主磁通 磁路
漏磁通
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由于铁心的导磁性比空气好得多，所以绝大部分磁通在 铁心中通过，这部分磁通称为主磁通。经过空气隙闭合的 磁路为漏磁通。
用以产生磁路中磁通的载流线圈称为励磁线圈，其电流 称为励磁电流（或激磁电流）。
用直流励磁 磁路中磁通恒定 直流磁路 直流电机 用交流励磁 磁路中磁通交变 交流磁路 变压器
积所通过的磁通,故又称磁通密度。
磁通 的单位:韦[伯](Wb) 1Wb =1T·m2
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0.1.3 磁场强度
磁场强度H ：表示磁场内某点磁场强弱和方向的物理量。
是计算磁场时所引用的一个物理量，通过它来 确定磁场与电流之间的关系。
即：安培环路定律（全电流定律）
I1
Hdl I
H I2
l
所以安培环路定律将电流与磁场强度联系起来。
磁场强度H 的单位：安培/米（A/m)
H 与 B 的区别 B = H
① H ∝I，与介质的性质无关。 ② B 与电流的大小和介质的性质均有关。
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电机常用的基本电磁理论
0.1.4 磁导率
磁导率 ：表示磁场媒质磁性的物理量，衡量物质的导磁能力。
它与磁场强度的乘积就等于磁感应强度，即： B μH
式中： H d是l 磁场强度矢量沿任意闭合线(常取磁通作为闭合
回线)的线积分；
I 是穿过闭合回线所围面积的电流的代数和。
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安培环路定律电流正负的规定： 任意选定一个闭合回线的围绕方向，凡是电流方向与闭
合回线围绕方向之间符合右螺旋定则的电流作为正、反之 为负。
在均匀磁场中 Hl = IN 或 H IN
守右手螺旋法则。 ② 磁力线总是闭合的，既无起点，也无终点。 ③ 磁场中的磁力线不会相交。
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电机常用的基本电磁理论
0.1.2 磁通
磁通 ：穿过垂直于B 方向的面积A 中的磁力线总数。 在均匀磁场中 = B A 或 B= /A
说明: 如果不是均匀磁场，则取 B 的平均值。
磁感应强度B 在数值上可以看成为与磁场方向垂直的单位面
磁导率 的单位：亨/米（H/m）
μ的单位W/bm2 H A/m m
由实验可测得：真空的磁导率为： 04π107H/m
真空磁导率是一个常数，将其它物质的磁导率和它比较 是很方便的。
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电机常用的基本电磁理论
相对磁导率 r： 任一种物质的磁导率 和真空的磁导率0的比值。
r
0
H 0H
B B0
即当磁场媒质是某种物质时某点的磁感应强度B 与在同样
感应电机
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电机常用的基本电磁理论
二、磁路的基本定律
1、安培环路定律(全电流定律)
在磁场中沿任一闭合路径L，磁场强 度H的线积分等于该闭合回路所包围的 总电流，即
LHdli
式中，若电流的正方向与闭合回路L的 环形方向符合右手螺旋定则关系，i取正， 否则取负。如右图所示，i2取正，i1和i3 取负，故有：
磁感应强度B 的大小
B
F Il
磁感应强度B 的单位: 特斯拉(T)
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电机常用的基本电磁理论
0.1 磁场的基本物理量
均匀磁场: 各点磁感应强度大小相等，方向相同的磁场，也 称匀强磁场。
磁场中各点的磁感应强度可以用磁力线的疏密程度来表示。
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电机常用的基本电磁理论
磁力线的分布和方向：
I
B
II
B
I
磁力线的特性： ① 磁力线的回转方向和电流方向之间的关系遵