磁路及铁芯线圈电路

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1、4.了解电磁铁的基本工作原理及其应用知识。理解磁场的基本物理量的意义，了解磁性材料的基本知识。2.掌握磁性材料的磁化过程和基本特性3.了解磁路的基本定律，会分析计算交流铁心线圈电路；第6章磁路及铁心线圈电路返回目录本章学习要点及要求化学工业出版社返回目录第6章磁路及铁心线圈电路6-1磁路和磁路的基本知识6-2铁磁性物质及其磁化6-3磁路的基本定律6-5电磁铁6-4交变磁通下的铁损耗本章小结化学工业出版社第6章磁路及铁心线圈电路6-1磁路和磁路的基本知识化学工业出版社实际电路中有大量电感元件的线圈中有铁心。

2、线圈通电后铁心就构成磁路，磁路又影响电路。因此电工技术不仅有电路问题，同时也有磁路问题。6-1磁路和磁路的基本知识6-1磁路和磁路的基本知识一、磁场磁铁的周围存在着磁场，磁场对处于其中的载流导体和磁针有一定的作用力，即磁场有力的效应。磁场可吸引铁类物质，使其移动做功，也就是说磁场有能量效应。因此磁场是物质的一种形态。NSIB右手螺旋定则永久磁铁的磁场二、磁感应强度B表示磁场内某点磁场强弱和方向的物理量。磁感应强度B的大小:磁感应强度B的方向:与电流的方向之间符合右手螺旋定则。磁感应强度B的单位:特斯拉(T

3、)，1T=1Wb/m2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。6-1磁路和磁路的基本知识三、磁通穿过垂直于B方向的面积S中的磁力线总数。说明:如果不是均匀磁场，则取B的平均值。在均匀磁场中=BS或B=/S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积所通过的磁通,故又称磁通密度。磁通的单位:韦[伯](Wb)1Wb=1V·s四、磁场强度H介质中某点的磁感应强度B与介质磁导率之比。磁场强度H的单位：安培/米（A/m)6-1磁路和磁路的基本知识任意选定一个闭合回线的围

4、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。式中：是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。安培环路定律电流正负的规定：安培环路定律I1HI2安培环路定律将电流与磁场强度联系起来。在均匀磁场中HL=IN6-1磁路和磁路的基本知识例:环形线圈如图，其中媒质是均匀的，试计算线圈内部各点的磁场强度。解:取磁通作为闭合回线，以其方向作为回线的围绕方向，则有：SxHxIN匝6-1磁路和磁路的基本知识线圈匝数与电流的乘积

5、NI，称为磁通势，用字母F表示，则有F=NI磁通由磁通势产生，磁通势的单位是安[培]。式中：N线圈匝数；lx=2x是半径为x的圆周长；Hx半径x处的磁场强度；NI为线圈匝数与电流的乘积。故得：SxHxIN匝6-1磁路和磁路的基本知识真空的磁导率为常数，用0表示，有：五、磁导率表示磁场媒质磁性的物理量，衡量物质的导磁能力。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。磁导率的单位：亨/米（H/m）6-1磁路和磁路的基本知识例：环形线圈如图，其中媒质是均匀的，磁导率为，试计算线圈内

6、部各点的磁感应强度。解：半径为x处各点的磁场强度为故相应点磁感应强度为SxHxIN匝由上例可见,磁场内某点的磁场强度H只与电流大小、线圈匝数、以及该点的几何位置有关，与磁场媒质的磁性()无关；而磁感应强度B与磁场媒质的磁性有关。6-1磁路和磁路的基本知识第6章磁路及铁心线圈电路6-2铁磁性物质及其磁化1.非磁性物质非磁性物质分子电流的磁场方向杂乱无章，几乎不受外磁场的影响而互相抵消，不具有磁化特性。非磁性材料的磁导率都是常数，有：所以磁通与产生此磁通的电流I成正比，呈线性关系。当磁场媒质是非磁性材料

7、时，有：即B与H成正比，呈线性关系。由于OHB0r1B=0H()(I)一、磁性材料的磁化过程6-2铁磁性物质及其磁化2.磁性物质：磁性物质内部形成许多小区域，其分子间存在的一种特殊的作用力使每一区域内的分子磁场排列整齐，显示磁性，称这些小区域为磁畴。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。即磁性物质能被磁化。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6-2铁磁性物质及其磁化1.高导

8、磁性磁性材料的磁导率通常都很高，即r1(如坡莫合金，其r可达2105)。磁性材料能被强烈的磁化，具有很高的导磁性能。磁性材料主要指铁、镍、钴及其合金等。磁性物质的高导磁性被广泛地应用于电工设备中，如电机、变压器及各种铁磁元件的线圈中都放有铁心。磁性物质的高导磁性被广泛地应用于电工设备中，如电机、变压器及各种铁磁元件的线圈中都放有铁心。在这种具有铁心的线圈中通入不太大的励磁电流，便可以产生较大的磁通和磁感应强度。二、磁