第7章 磁路与铁心线圈电路ppt课件.ppt

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1、第7章磁路与铁心线圈电路7.1磁场的基本物理量7.2铁磁材料的磁性能7.3磁路与磁路欧姆定律7.4交流铁心线圈电路7.5电磁铁7.1磁场的基本物理量磁场中用磁感应强度、磁通、导磁率和磁场强度等基本物理量来描述。7.1.1磁感应强度B表征磁场内某点的磁场强弱和方向的物理量称为磁感应强度B。它是一个矢量，可用试验载流线段在磁场中受到作用力的大小和方向来确定。它与电流的方向关系可以用右手螺旋法则来判定，其大小为：下一页返回7.1磁场的基本物理量式中：B为磁感应强度的大小，T；I为通过导线的电流，A；l为垂直磁场方向导线的长

2、度，m；F为在磁场中受到的作用力，N。磁感应强度B的单位：国际单位制（SI）单位是特斯拉，简称特（T），电磁制(CGSM)的单位为高斯(Gs)，1T＝104Gs。如果磁场内所有点的磁感应强度大小相等，方向相同，这样的磁场称为均匀磁场。下一页上一页返回7.1磁场的基本物理量7.1.2磁通φ在均匀磁场中，磁感应强度B与垂直于方向磁场的面积S的乘积，称为通过该面积的磁通，即：式中：φ为磁通，Wb；S为面积，m2；磁通反映了磁导体某个范围内磁力线的多少，所以磁感应强度B，又可以称为磁通密度。磁通的单位：国际单位制（SI）制单

3、位是为韦伯（Wb），电磁制(CGSM)的单位为麦克斯韦（Mx），1Wb=108Mx。下一页上一页返回7.1磁场的基本物理量7.1.3磁导率μ不同的介质的导磁能力不同。描述磁场介质导磁能力的物理量称为磁导率μ。如图7.1.1所示的线圈通电后，在其周围产生磁场。磁场强弱与通过线圈的电流I和线圈的匝数N的乘积成正比。线圈内部x处各点的磁感应强度可表示为：式中：lx表示x点处的磁力线的长度。下一页上一页返回7.1磁场的基本物理量由此可见，某点的磁感应强度的大小与磁导体介质、流过电流大小、线圈的匝数及该点的位置有关。在SI制中

4、，单位为享／米(H／m)。实验测定，真空的磁导率μ0＝4π×10-7(H／m)，因为μ0是一个常数，工程上常把其他介质的磁导率与之相比较，称其为相对磁导率，是标量，常用字母μr表示，即：下一页上一页返回7.1磁场的基本物理量根据上式，可把物质分为三类：第一类为反磁物质，μr<1，如铜、银、炭；第二类为顺磁物质，μr＞1，如铂、锡、铝等；第三类为铁磁物质，μr>>1，如铁、镍、钴和它们的合金。反磁物质和顺磁物质的相对磁导率都近似为1，均接近于真空磁导率μ0。下一页上一页返回7.1磁场的基本物理量7.1.4磁场强度H磁场

5、的强弱，除了与回路的电流大小有关外，还受到载流回路周围物质磁化的影响。例如，一个带铁心的螺线管，它的总磁场可以分为两个部分，一部分为螺线管中电流产生的外磁场，另一部分为铁心内部由于磁畴排列整齐而产生的附加磁场，这个附加磁场远远大于外磁场。而且是一个变量，随外磁场的大小而变化。所以这种磁介质(铁心)使磁场的分析计算复杂化，为了反映外磁场和电流之间的关系，便于计算，引进一个辅助计算矢量——磁场强H。在磁场中任何一点磁场强度的大小与媒介质性质无关，只与产生磁场的电流和载流导体空间的布置情况有关。下一页上一页返回7.1磁场的

6、基本物理量磁场强度H为磁场中某一点磁感应强度B与该点介质的磁导率的比值。H和B有相同的方向，其大小为：由式（7.1.3）和式（7.1.5）可得：下一页上一页返回7.1磁场的基本物理量上式表明磁场内某点的磁场强度H值与电流大小、线圈匝数及该点的位置有关，而与该点处介质的磁导率无关。在SI制中，H的单位安/米(A／m)，在CGSM制中的单位是奥斯特(Oe)，它们的换算关系为：1A/m=4π×10-3Oe。上一页返回7.2铁磁材料的磁性能磁性材料很多，常用的主要有铁、镍、钴及其合金等材料。不同介质的导磁能力也不同。7.2.

7、1铁磁材料的磁性能在工程上使用的磁性材料都是指磁导率远大于1的铁磁材料，它具有以下的磁特性：下一页返回7.2铁磁材料的磁性能1．导磁性铁磁材料的磁导率很高，其值可达数百、数千以至数万。象硅钢片的相对磁导率μr＝6000～8000，坡英合金(铁镍合金)可达105左右。铁磁材料这一高导磁性使它在外磁场作用下，能被强烈磁化而呈现很强的磁性。铁磁物质的磁导率为什么会比真空中的磁导率大得多呢？这是由于将铁磁物质放入磁场后，它就转变为与外磁场同方向的并比外磁场强得多的磁铁。因而使总磁场比原有(真空中或空气中的)磁场强得多。一种物

8、质从不显示磁性到显示磁性的现象叫磁化。下一页上一页返回7.2铁磁材料的磁性能铁磁材料之所以较容易被磁化，是由这类材料内部结构决定的。在物质分子中，电子一方面围绕原子核运动，另一方面它又自转，电子运动形成分子电流。该分子电流能产生磁场，每个分子相当于一个小磁铁。磁性物质内部还分成许多小区域，由于磁性物质的分子间有一种特殊的作用力而使每一区域内的分