电工学第四章 变压器.ppt

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1、第4章变压器4.1磁路及其分析方法4.2交流铁心线圈电路4.3变压器4.4电磁铁目录1、磁场的基本物理量电流→磁场←用磁场线描述磁通Φ:S——与磁场线垂直的某面积（m2)ΦSB=（T）通过磁场中某一面积的磁场线的总数。单位：Wb（韦伯）。(1)磁感应强度BB：矢量。其数值B表示磁场的强弱，其方向表示磁场的方向。在均匀磁场中：——磁通密度4.1磁路及其分析方法返回H：矢量。μ0=4π×10－7H/mBHμ=方向与B的方向相同。(3)磁导率μ：真空中的磁导率:(2)磁场强度H：H的大小：只与产生该磁场的电流大小成正比，与介质的性质无关。B的大小：不仅与产生该磁场的电流大

2、小有关，还与介质的性质有关。（H/m）磁场强度的单位：A/m。衡量物质导磁能力的物理量确定磁场与电流的关系。返回一般材料的磁导率和真空磁导率0的比值，称为该物质的相对磁导率r。非磁性物质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相互抵消，不具有磁化特性。磁性物质内部形成许多小区域，其分子间存在着一种特殊的作用，具有被强烈磁化的特性。返回（1）高导磁性指磁性材料的磁导率很高，μ>>μ0，r>>1，使其具有被强烈磁化的特性。（2）磁饱和性将磁性材料放入磁场强度为H的磁场内，会受到强烈的磁化。开始时，B与H近于成正比的增加，而后，随着H的

3、增加，B的增加趋于缓慢，最后趋于磁饱和。2、磁性材料的磁性能高导磁性、磁饱和性、磁滞性、非线性返回B和与H的关系注意当有磁性物质存在时：B与H不成比例；与I也不成比例。即：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制的增强。返回（3）磁滞性当铁心线圈中通有交变电流（大小和方向都变化）时，铁心就受到交变磁化，电流变化时，B随H而变化，当H已减到零值时，但B未回到零，这种磁感应强度滞后于磁场强度变化的性质称磁性物质的磁滞性。磁滞回线剩磁：当线圈中电流减到零（H＝0），铁心在磁化时所获的磁性还未完全消失，这时铁心中所保留的磁感应强度称为剩磁感应强度Br

4、剩磁矫顽磁力矫顽磁力：使B=0的H值，改变磁场强度H的方向来进行反向磁化，从而使铁心的剩磁消失。返回根据磁性物质不同，磁性能不同，其磁滞回线不同，磁性材料常可分为三种：软磁材料具有较小的矫顽磁力和剩磁。磁滞回线窄长，常用于制造磁头、磁心等。永磁材料具有较大的矫顽磁力和剩磁。磁滞回线较宽，常用于制造永久磁铁。矩磁材料具有较小的矫顽磁力和较大的剩磁。磁滞回线接近矩形。可用做记忆元件。返回i一、磁路线圈通入电流后，产生磁通，分：主磁通和漏磁通σ。线圈铁心3、磁路的分析方法返回二、磁路的欧姆定律对于环形线圈磁路的欧姆定律说明F=NI为磁通势Rm为磁阻l为磁路的平均

5、长度S为磁路的截面积返回磁路与电路对照磁路电路磁通势F磁通磁感应强度B磁阻Rm电动势E电流I电流密度J电阻R返回磁路的计算在计算电机、电器等的磁路时，要预先给定铁心中的磁通（或磁感应强度），而后按照所给的磁通及磁路各段的尺寸和材料去求产生预定磁通所需的磁通势F＝NI。计算均匀磁路要用磁场强度H，即NI＝Hl，如磁路由不同的材料、长度和截面积的几段组成，则磁路由磁阻不同的几段串联而成。NI＝H1l1＋H2l2＋＝（Hl）返回磁路的分析特点（1）处理电路时，不涉及电场问题，但处理磁路时离不开磁场的概念；（2）处理电路时，不需要考虑漏电流的问题，但处理磁路时，一定

6、要考虑漏磁通的问题；（3）处理电路时，电路的欧姆定律可用于定量的计算，实际求出电路的R、U和I，但处理磁路时，由于磁导率μ不是恒定值，因此磁路欧姆定律不能用于定量的计算。返回思考题1(1)、磁路的结构一定，磁路的磁阻是否一定，即磁路的磁阻是否是线性的？答：因磁性材料的磁导率μ不是常数(B与H不成正比)，即磁阻是非线性的。返回F线圈铁心衔铁电磁铁是利用通电的铁心线圈吸引衔铁或保持某种机械零件、工件于固定位置的一种电器。衔铁的动作可使其他机械装置发生联动。（如：继电器）4.2电磁铁返回1、直流电磁铁——直流铁心线圈电路URI=电路消耗的功率：P=UI=RI2电磁铁分为：

7、直流电磁铁和交流电磁铁线圈电压与电流的关系:只与线圈电阻有关线圈电阻消耗的功率返回2、交流电磁铁——交流铁心线圈电路铁心线圈的交流电路磁通势NI产生：主磁通φ漏磁通φσ主磁电动势漏磁电动势由基尔霍夫电压定律得：返回因为线圈电阻压降和漏磁电动势与主磁电动势比起来，可以忽略不计。所以有：(1)电压与电流关系则:e=－NωΦmcosωt=NωΦmsin(ωt－90o)令：Em=NωΦm=2πfNΦm设:Φ=Φmsinωt有公式：返回铁心中磁感应强度的最大值铁心截面积则：主磁电动势e的幅值为：其有效值为：电源电压为：返回(2)功率损耗包括：磁滞损耗Ph涡流损耗Pe。