汽车电工电子技术基础ppt课件 项目三 磁路与铁芯线圈电路.ppt

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1、项目三磁路与铁芯线圈电路磁路的基础知识3.1交流铁芯线圈电路3.2变压器3.3几种常见的变压器3.43.1磁路的基础知识3.1.1磁场的基本物理量3.1.2铁磁材料的磁性能3.1.3磁路的基本定律3.1.1磁场的基本物理量1.磁感应强度磁感应强度是表示磁场内某点的磁场强弱及方向的物理量。在国际单位制中，磁感应强度的单位是特斯拉（T），简称特。2.磁通在均匀磁场中，磁感应强度与垂直于磁场方向的面积的乘积，称为通过该面积的磁通，在数值上可以看成与磁场方向相垂直的单位面积所通过的磁通，故又称磁通密度。3.磁导率磁导率是

2、表示物质导磁性能的物理量，它的单位是亨/米（）。任意一种物质的磁导率与真空的磁导率之比称为相对磁导率。4.磁场强度磁场强度是进行磁场分析时引用的一个辅助物理量，为了从磁感应强度中除去磁介质的因素。3.1.2铁磁材料的磁性能物质按其导磁性能可分为两大类。一类称为铁磁材料，如铁、钢、镍、钴等，这类材料的导磁性能好，磁导率值大；另一类为非铁磁材料，如铜、铝、纸、空气等，此类材料的导磁性能差，磁导率值小（接近真空的磁导率）。铁磁材料是制造变压器、电动机等各种电工设备的主要材料。铁磁材料的磁性能对电磁器件的性能和工作状态有

3、很大影响。铁磁材料的磁性能主要表现为高导磁性、磁饱和和磁滞性。3.1.3磁路的基本定律1.磁路在通有电流的线圈周围和内部存在着磁场。当线圈中通过电流时，铁芯即被磁化，使得其中的磁场大为增强，故通电线圈产生的磁通主要集中在由铁芯构成的闭合路径内，这种磁通集中通过的路径便称为磁路。用于产生磁场的电流称为励磁电流，通过励磁电流的线圈称为励磁线圈或励磁绕组。下图为几种常见的磁路。常见的几种铁心3.1.3磁路的基本定律2.磁路的欧姆定律如图所示为绕有线圈的铁芯，电流、磁通、线圈匝数、磁路的截面积、磁路的材料磁的导率之间关系

4、如下式：该式与电路中的欧姆定律相似，因而称它为磁路欧姆定律。铁心线圈电路3.2交流铁芯线圈电路3.2.1电磁关系3.2.2功率损耗3.2.3电磁铁3.2.1电磁关系如图所示是交流铁芯线圈电路，线圈的匝数为N，当在线圈两端加上正弦交流电压时，就有交变励磁电流i流过。设线圈电阻为R。根据磁路定析可得：上式给出了铁芯线圈在正弦交流电压作用下，铁芯中磁通最大值与电压有效值的数量关系。3.2.2功率损耗1.磁滞损耗铁磁材料交变磁化的磁滞现象所产生的铁损称为磁滞损耗。它是由铁磁材料内部磁畴反复转向，磁畴间相互摩擦引起铁心发热

5、而造成的损耗。铁心单位体积内每周期产生的磁滞损耗与磁滞回线所包围的面积成正比。为了减小磁滞损耗，交流铁芯均由软磁材料制成。2.涡流损耗铁磁材料在交变磁通的作用下铁芯内将产生感应电动势和感应电流，感应电流在垂直于磁通的铁芯平面内围绕磁力线呈旋涡状，故称为涡流。涡流使铁芯发热，其功率损耗称为涡流损耗，为了减小涡流，可采用硅钢片叠成的铁芯。3.2.3电磁铁电磁铁是利用载流铁芯线圈产生的电磁吸力来操纵机械装置，以完成预期动作的一种电器。它是将电能转换为机械能的一种电磁元件。电磁铁主要由线圈、铁心及衔铁三部分组成。当线圈通

6、电后，铁心和衔铁被磁化，成为极性相反的两块磁铁，它们之间产生电磁吸力。当吸力大于弹簧的反作用力时，衔铁开始向着铁心方向运动。当线圈中的电流小于某一定值或中断供电时，电磁吸力小于弹簧的反作用力，衔铁将在反作用力的作用下返回原来的释放位置。电磁铁3.3变压器3.3.1变压器的基本结构3.3.2变压器的工作原理3.3.3变压器的外特性3.3.4变压器的主要参数变压器由铁芯和绕在铁芯上的两个或多个线圈（又称绕组）组成。铁芯的作用是构成变压器的磁路。根据铁芯结构形式的不同，变压器分为壳式和心式两种。下图为一个单相双绕组变压

7、器的原理结构示意图及其图形符号。两个绕组中与电源相连接的绕组称为一次绕组，又称原绕组或初级绕组。（a）心式（b）壳式3.3.1变压器的基本结构3.3.2变压器的工作原理如图所示为单相变压器的工作原理图1.电压变换2.电流变换3.阻抗变换3.3.3变压器的外特性变压器的输出电压随所带负载性质的变化而变化，利用变压器的外特性描述它们之间的关系。通常希望二次电压的变动越小越好。在一般变压器中，由于其电阻和漏磁感均很小，电压变化率约为5%左右。变压器外特性3.3.4变压器的主要参数1.额定电压（、）额定电压是根据绝缘强度

8、和允许发热所规定的应加在一次绕组上的正常工作电压和一次侧施加额定电压时的二次侧空载电压有效值。2.额定电流（、）变压器连续运行时，一、二次绕组允许通过的最大电流有效值。3.额定容量（）变压器二次侧额定电压和额定电流的乘积。4.额定频率（）变压器应接入的电源频率。3.4几种常见的变压器3.4.1自耦变压器3.4.2互感器自耦变压器的结构特点是：二次绕组是一次绕组的一部分，而