磁路与铁芯线圈

《磁路与铁芯线圈》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第8章磁路与铁芯线圈8.1磁路及磁路基本定律8.2铁磁性物质的磁化8.3交流铁芯线圈8.4电磁铁与变压器8.1磁路及磁路基本定律1.磁路的概念(1)主磁通。在图8.1中，当线圈中通以电流后，沿铁芯、衔铁和工作气隙构成回路的这部分磁通称为主磁通，占总磁通的绝大部分。(2)漏磁通。指没有经过工作气隙和衔铁，而经空气自成回路的这部分磁通称为漏磁通。(3)磁路。磁通经过的闭合路径称为磁路。磁路也像电路一样，分为有分支磁路(如图8.2所示)和无分支磁路，如图8.1所示。在无分支磁路中，通过每一个横截面的磁通

2、都相等。变压器、直流电机及电器铁芯构成的磁路如图8.3所示。下一页返回8.1磁路及磁路基本定律2.磁路中的基本定律(1)磁路欧姐定律。磁路中也有类似电路欧姐定律的基本关系式:(8-1)式中，为磁通(对应于电流)，单位为韦伯(Wb);F=NI为磁通势(对应于电动势)，单位安(A);Rm为磁阻(对应于电阻)，单位为亨-1(l/H)。而磁阻在计算时也有类似电阻计算的关系式(8-2)上一页下一页返回8.1磁路及磁路基本定律式中I,A,,u分别为磁路长度、磁路截面积及铁磁材料的磁导率。磁通势(磁动势)F，实

3、验表明通电线圈产生的磁场强弱与线圈内通入电流I的大小及线圈的匝数N成正比，把I与N的乘积称为磁通势，即F=NI磁通势的单位为A。从上面的分析可知，磁路中的某些物理量与电路中的某些物理量有对应关系，同时磁路中某些物理量之间与电路中某些物理量之间也有相似的关系。表8.1列出了磁路与电路对应的物理量及其关系式。上一页下一页返回8.1磁路及磁路基本定律(2)全电流定律。全电流定律是磁场计算中的一个重要定律，可根据以下公式推导而来:根据磁路欧姐定律：将代入上式得即又因为，所以或(8-3)上一页下一页返回8.

4、1磁路及磁路基本定律上式表明，磁路中磁场强度H与磁路的平均长度L的乘积，在数值上等于磁场的磁通势，称为全电流定律。磁场强度H与磁路平均长度L的乘积，又称磁位差，用符号呱表示，即Um=Lh(8.4)若研究的磁路具有不同的截面，并目是由不同的材料(如铁芯和气隙)构成的，则可以把一个磁路分成许多段来考虑，即把同一截面、同一材料划为一段，可得或(8-5)上一页下一页返回8.1磁路及磁路基本定律(3)基尔霍夫磁通定律。有分支磁路如图8.2所示。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

5、面的磁通，即穿过闭合面的磁通的代数和为零，此称为基尔霍夫磁通定律。从图8.1可得出即亦即(8-6)式(8.6)为基尔霍夫磁通定律表达式，与关于电路节点的定律—基尔霍夫电流定律相对应。上一页下一页返回8.1磁路及磁路基本定律(4)基尔霍夫磁位差定律。如图8.4所示磁路。磁路可能由多种尺寸、多种材料构成，有的还含有气隙。不同材料，u不同，H不同;不同材料、不同尺寸，Rm不同，故需分段计算。图8.4所示磁路可分为3段:上面为n形、下段为空气隙。设其截面及长度分别为A1,A2,l1,l2，气隙长度为l3。

6、根据全电流定律，对图8.4所示磁路有上一页下一页返回8.1磁路及磁路基本定律推广到任意磁路中有(8-7)式中，若H的方向与闭合回线L的方向一致，则HZ取正号，否则取负号;若电流I的方向与闭合曲线的方向符合右螺旋关系，则NI前面取正号，否则取负号。由于励磁电流是线圈产生磁通的来源，故称NI为磁路的磁通势F，单位为A。式(8.7)表示磁路中沿任意闭合曲线磁位差的代数和等于沿该曲线磁通势的代数和，此称基尔霍夫磁位差定律。若将磁通势表示为磁位降(磁位差)方向，也可写成上一页下一页返回8.1磁路及磁路基本定

7、律(8-8)式(8.6)、式(8.7)、式(8.8)与电路的KCL,KVL相对应。当励磁电流为直流时，磁路中产生恒定磁通，此磁路称为恒定磁通磁路，当励磁电流为交流时，产生交变磁通，此称为交变磁通磁路。上一页返回8.2铁磁性物质的磁化变压器中有硅钢片叠成的铁芯，电机的绕组是嵌放在由硅钢片叠成的铁芯槽内。在第3章中己经介绍，硅钢片是高磁导率(磁阻低)的铁磁性材料，能使磁通绝大部分通过由硅钢片叠成的铁芯而形成闭合回路。铁磁性物质是如何被磁化?还具有哪些特性?1.铁磁性物质的磁化本来不具磁性的物质，由于受

8、磁场的作用而具有磁性的现象称为该物质被磁化。只有铁磁性物质才能被磁化，而非铁磁性物质是不能被磁化的。下一页返回8.2铁磁性物质的磁化铁磁性物质能够被磁化的原因，是因为铁磁性物质是由许多被称为磁畴的磁性小区域所组成，每一个磁畴相当于一个小磁铁，在无外磁场作用时，磁畴排列杂乱无章，如图8.5(a)所示，磁性互相抵消，对外不显磁性。但在外磁场的作用下，磁畴就会沿着磁场的方向做取向排列，形成附加磁场，从而使磁场显著增强，如图8.5(b)所示。有些铁磁性物质在去掉外磁场以后，磁畴的大部分仍然