大学电工电子技术-磁路与铁心线圈电路.ppt

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1、1第6章磁路与铁心线圈电路2第6章磁路与铁心线圈与电路6.1磁路及其分析方法6.2交流铁心线圈电路6.3变压器6.4电磁铁3磁路：主磁通所经过的闭合路径。i线圈通入电流后，产生磁通，分主磁通和漏磁通。：主磁通：漏磁通铁心（导磁性能好的磁性材料）线圈6.1.1磁场的基本物理量6.1磁路及其分析方法4磁路的基本物理量及相互间的关系SBF=复习磁感应强度（磁通密度）：B：单位：特斯拉（T）磁通：F：单位：韦伯（Wb）磁动势：F：单位：安（A）磁场强度：H：单位：安/米（A/m）磁导率：：单位：亨/米（H/m）F=NIlHNI=表征各种材料导磁能力的

2、物理量mBH=5真空中的磁导率()为常数0m称为这种材料的相对磁导率一般材料的磁导率m和真空中的磁导率mr之比，，则称为磁性材料，则称为非磁性材料-70104=pm·非磁性材料：磁导率低，如真空、空气；磁性材料：磁导率高，如铁磁物质。66.1.2磁性材料的磁性能分子中的电子环绕原子核运动和本身的自转运动形成分子电流，分子电流产生磁场。磁性物质内，分成许多小区域，分子间的特殊作用力使每个区域内的分子磁铁排列整齐，显示磁性，称为：磁畴。磁筹在没有外电场作用时，各磁筹排列混乱，磁场互相抵消，对外不显磁性。7B0在铁心上绕上线圈，通入电流，产生磁场：B0B0：以

3、空气为介质产生的磁感应强度。B0Bj在外磁场的作用下，磁筹就顺向外磁场的方向，显示出磁性，产生很强的磁化磁场。B0外电流越大，磁化磁场越大，当外电流增大到一定值时，磁筹全部转向外磁场的方向，Bj最大。Bj8结论：（1）、用铁磁材料作磁路时，通入不大的励磁电流，可产生足够大的磁通和磁感应强度。（2）、用铁磁材料作磁路时，可以做成大电感。非磁性材料没有磁筹的结构，不具有磁化的特性。9H（4）铁磁材料的不是常数，随电流变化。（5）铁心线圈的电感是随电流变化的。铁心线圈是非线性电感。（3）磁性物质由于磁化所产生的磁化磁场不会随着外磁场的增强而无限增强，当外磁

4、场增大到一定值时，全部磁筹的磁场方向都转向与外磁场的方向一致。这时：磁化磁场的磁感应强度，Bj即达到饱和值。10非线性！m不是常数矫顽力矫顽力剩磁剩磁磁滞性磁饱和非线性磁性材料的磁性能非线性；高导磁性；磁饱和性；磁滞性。基本磁化曲线：B=f（H）或F=f（I）H（I）B（F）0baB（F）H（I）ti励磁电流励磁电流ti00112233445566111根据磁性能，磁性材料又可分为三种：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（滞回线接近矩形。可用做记忆元件）。B（F）H（I）B（F）H（I）B（F）H

5、（I）12对于均匀磁路6.1.3磁路及其基本定律则：INSL由于磁性材料的不常数，磁路欧姆定律只用作定性分析，不做定量计算。slRmµ=令：Rm称为磁阻φmRlSNIF==µ注意！一、磁路的欧姆定律：13磁路和电路的比较磁通Φ磁压降Hl磁动势INF=电动势电流电压降UEI电路R+_EIU磁路IN磁阻SlRm=电阻SlRr=mRF=Φ欧姆定律REI=欧姆定律14F——反映通电线圈励磁能力的大小Rm——表示磁路的材料对磁通起阻碍作用的物理量。反映磁路导磁性能的强弱，它只与磁路的尺寸，材料的导磁率有关。对于不同材料或不同截面组成的几段磁路磁路的总磁阻为各段磁

6、组之和15INF=SlRmm=一定：大Rm小F小I小小Rm大F大I大I一定：大Rm小大小Rm大小16对带有空气隙的磁路l1、1l2、20.5l0Rm0中，虽然l0很小，但0很小，因此Rm0很大，使整个磁路的磁阻大大增加。I不变：Rm大小不变：Rm大I大17二、直流磁路的分析计算已知磁路的材料和尺寸及要求磁路中达到的磁感应强度，计算磁动势或励磁电流。对于均匀磁路：各段磁路的磁通相等步骤：1、根据各段磁路的截面积计算各磁感应强度B；2、根据各段磁路的磁感应强度B查磁化曲线，得各段磁路的H；气隙磁路：3、计算各段磁路的磁压降：Hl4、18

7、例：一环型铁心线圈，尺寸如图示，铁心材料为铸钢，磁路中含有长度为两厘米的空气隙。设线圈中通有1A的电流，如要得到0.9T的磁感应强度，试求线圈匝数。15cm10cm0.2cmI解:磁路的平均长度为L=(10+15)/2*3.14=39.2cm铸钢磁路的长度为L1=39.2-0.2=39cm查表6.1.5磁化曲线,当B=0.9T时，H=500A/m，于是H1L1=500·39·10-2=195A对空气隙H0L0=L0B0/0=1440ANI=H1L1+H0L0=1635A?19励磁电流：在磁路中用来产生磁通的电流。（线圈中的电流）6.2铁心线圈分类：直流铁

8、心线圈交流铁心线圈励磁电流为直流电励磁电流为交流电20直流铁心线圈