《磁路与互感现象》PPT课件

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1、4.1磁路及其基本定律4.2自感与互感4.3变压器磁路与互感现象第4章一、磁路的基本物理量二、铁磁材料三、磁路欧姆定律4.1磁路及其基本定律四、功率损耗一、磁路的基本物理量1.磁感应强度B(磁通密度)：是表示磁场内某点的磁场强弱和方向的物理量。均匀磁场—磁场内各点的B大小相等，方向相同。单位：T（特[斯拉]）方向：与电流之间用右螺旋定则确定。（该点磁场作用于1米长、1安电流的导体上的力）4.磁场强度H定义：H=B/3.磁导率相对磁导率r=/0对于铁磁材料r=102105单位：A/m(安/米)铁磁材料广泛应用在变压器、电机、电工仪表等。真空磁导率0=410–

2、7H/m（亨/米）对于均匀磁场F=B•SF-标量单位：Wb（韦[伯]）2.磁通F等于磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积S的乘积。1.高导磁性铁磁材料的内部存在许多磁化小区，称为磁畴。在外磁场作用下，磁畴方向发生变化，使之与外磁场方向趋于一致，物质整体显示出磁性来，称为磁化。磁畴外磁场在没有外磁场作用的普通磁性物质中，各个磁畴排列杂乱无章，磁场互相抵消，整体对外不显磁性。磁畴二、铁磁材料2磁饱和性BJ铁磁材料的磁化特性曲线；B0非铁磁材料的磁化特性曲线；BBJ曲线和B0直线的纵坐标相加即磁场的B-H磁化曲线。OHBB0BJB•a•b磁化曲线当外磁场增大到一定程度时，磁性物质的全

3、部磁畴的磁场方向都转向与外部磁场方向一致，磁化磁场的磁感应强度将趋向某一定值。如图。B-H磁化曲线的特征：Oa段：B与H几乎成正比地增加；ab段：B的增加缓慢下来；b点以后：B增加很少，达到饱和。OHBB0BJB•a•b有磁性物质存在时，B与H不成正比，磁性物质的磁导率不是常数，随H而变。OHB,B磁化曲线B和与H的关系3磁滞性磁滞回线：磁性材料在交变磁场中反复磁化，其B-H关系曲线是一条回形闭合曲线。磁滞性：磁性材料中磁感应强度B的变化总是滞后于外磁场变化的性质。磁滞回线OHB••••BrHc剩磁感应强度Br(剩磁)：当线圈中电流减小到零(H=0)时，铁心中的磁感应

4、强度。矫顽磁力Hc：使B=0所需的H值。磁性物质不同，其磁滞回线和磁化曲线也不同。按铁磁材料的磁性能，磁性材料分为三种类型：(1)软磁材料具有较小的矫顽磁力，磁滞回线较窄。一般用来制造电机、电器及变压器等的铁心。常用的有铸铁、硅钢、坡莫合金即铁氧体等。(2)永磁材料具有较大的矫顽磁力，磁滞回线较宽。一般用来制造永久磁铁。常用的有碳钢及铁镍铝钴合金等。(3)矩磁材料具有较小的矫顽磁力和较大的剩磁，磁滞回线接近矩形，稳定性良好。在计算机和控制系统中用作记忆元件、开关元件和逻辑元件。常用的有镁锰铁氧体等。三、磁路欧姆定律磁通势：F=NI单位A(安）单位H-1(每亨）磁路欧姆定律：I

5、NU–+铁心磁路INU–+铁心磁路磁通势：励磁电流和线圈匝数的乘积。磁路磁阻：磁路磁阻：1、磁路欧姆定律2、磁路与电路的比较磁路磁通势F磁通磁阻电路电动势E电流密度J电阻磁感应强度B电流INI+_EIR3、磁路分析的特点(1)在处理电路时不涉及电场问题，在处理磁路时离不开磁场的概念；(2)在处理电路时一般可以不考虑漏电流，在处理磁路时一般都要考虑漏磁通；(3)磁路欧姆定律和电路欧姆定律只是在形式上相似。由于不是常数，其随励磁电流而变，磁路欧姆定律不能直接用来计算，只能用于定性分析；(4)在电路中，当E=0时，I=0；但在磁路中，由于有剩磁，当F=0时，不为零；四、

6、功率损耗交流铁心线圈的功率损耗主要有铜损和铁损两种。1.铜损（Pcu）在交流铁心线圈中,线圈电阻R上的功率损耗称铜损，用Pcu表示。Pcu=RI2式中：R是线圈的电阻；I是线圈中电流的有效值。2.铁损（PFe）在交流铁心线圈中，处于交变磁通下的铁心内的功率损耗称铁损，用PFe表示。铁损由磁滞和涡流产生。+–ui为了减少铁心损耗，变压器、电机等电器设备中铁心通常用厚度为0.35mm或0.5mm硅钢片叠装而成。铁磁材料反复磁化时，内部磁畴的极性取向随着外磁场的交变来回翻转，在翻转的过程中，由于磁畴间相互摩擦而引起的能量损耗称为磁滞损耗。磁滞损耗铁磁材料反复磁化时，内部

7、磁畴的极性取向随着外磁场的交变来回翻转，在翻转的过程中，由于磁畴间相互摩擦而引起的能量损耗称为磁滞损耗。磁滞损耗涡流在铁芯中造成的热量损耗。涡流损耗为减小涡流损耗，常用硅钢片叠压制成电机电器的铁芯。1.为什么说磁路欧姆定律只能用于定性分析？2.磁滞损耗和涡流损耗是怎么产生的？如何减小这两种损耗？*§4-2自感与互感一、自感现象与自感电动势当导体中的电流发生变化时，导体本身就产生感应电动势，这个电动势总是阻碍导体中原来电流的变化。这种由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象叫做自感现象。1．自感现象