电工学第七版课件(第八版的也可以将就用,改不了多少)第06章 磁

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第6章 磁路与铁心线圈电路

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磁路与铁心线圈电路——中国矿业大学研制 ——西南大学改编1 /93章目录 上一页 下一页 返回 退出

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第6章 磁路与铁心线圈电路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

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第6章 磁路与铁心线圈电路本章要求：1. 理解磁场的基本物理量的意义，了解磁性材料的 基本知识及磁路的基本定律，会分析计算交流铁 心线圈电路； 2. 了解变压器的基本结构、工作原理、运行特性和 绕组的同极性端，理解变压器额定值的意义； 3. 掌握变压器电压、电流和阻抗变换作用； 4.了解三相电压的变换方法； 5. 了解电磁铁的基本工作原理及其应用知识。3 /93章目录 上一页 下一页 返回 退出

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在很多电工设备(像变压器、电机、电磁铁电 工测量仪器等)中，不仅有电路的问题，同时还有 磁路的问题。

磁路和电路往往是相关的，因此要研究磁路和 电路的关系以及磁和电的关系。 在电机、变压器及各种铁磁元件中常用磁性材 料做成一定形状的铁心。铁心的磁导率比周围空气 或其它物质的磁导率高的多，磁通的绝大部分经过 铁心形成闭合通路，磁通的闭合路径称为磁路。

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6.1 磁路及其分析方法四极直流电机和交流接触器的磁路If + N S N S _

直流电机的磁路

交流接触器的磁路5 /93章目录 上一页 下一页 返回 退出

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6.1.1 磁场的基本物理量1.磁感应强度 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),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。

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2. 磁通 磁通 :穿过垂直于B方向的面积S中的磁力线总数。

在均匀磁场中 = B S

或 B= /S

说明: 如果不是均匀磁场，则取B的平均值。 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

3.磁场强度 磁场强度H :是计算磁场时所引入的一个物理量，也 是矢量，通过它来确定磁场与电流之间的关系。 磁场强度H的单位 ：安培/米(A/m)7 /93章目录 上一页 下一页 返回 退出

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即：安培环路定律(全电流定律)

H dl

I1

H

I

式中： H d l 是磁场强度矢量沿任意闭合

I2

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： 任意选定一个闭合回线的围绕方向，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。

在均匀磁场中 Hl = IN 或 H

IN l

所以安培环路定律将电流与磁场强度联系起来。8 /93章目录 上一页 下一页 返回 退出

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4. 磁导率 磁导率 :表示磁场媒质磁性的物理量，衡量物质 的导磁能力。它与磁场强度的乘积就等 于磁感应强度，即： μH B 磁导率 的单位：亨/米(H/m)μ的 单 位 Wb / m A /m2

V s A m

Ω s m

H m

由实验可测得：真空的磁导率为： 0 4 π 10 7

H/m

因为它是一个常数，将其它物质的磁导率和它 比较是很方便的。9 /93章目录 上一页 下一页 返回 退出

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4.磁导率 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。 r 0

H 0H

B B0

也即当磁场媒质是某种物质时某点的磁感应强 度B与在同样电流下真空时该点的磁感应强度B0之比 的倍数。 自然界的所有物质按磁导率的大小，大体上可分 为磁性材料和非磁性材料。

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第14讲结束习题

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6.1.2 磁性材料的磁性能磁性材料主要指铁、镍、钴及其合金等。1. 高导磁性 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。11 /93章目录 上一页 下一页 返回 退出

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2.磁饱和性 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的增强。当外磁场增大到一定 外磁场的增强而无限的增强。 程度时，磁性物质的全部磁畴的磁场方向都转向与 外部磁场方向一致，磁化磁场的磁感应强度将趋向 某一定值。如图。 BJ 磁场内存在磁性物质的磁化 磁场的磁感应强度曲线；B0 磁场内不存在磁性物质时的 磁感应强度直线； B BJ曲线和B0直线的纵坐标相 加即磁场的 B-H 磁化曲线。Bb a B BJ B0O

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B-H 磁化曲线的特征： B b B Oa段：B 与H几乎成正比地增加； a BJ ab段：B 的增加缓慢下来； b点以后：B增加很少，达到饱和。 B0 有磁性物质存在时，B 与 H不 O 磁化曲线 H 成正比，磁性物质的磁导率 不是 B, 常数，随H而变。 有磁性物质存在时， 与 I B 不成正比。 磁性物质的磁化曲线在磁路 计算上极为重要，其为非线性曲 O 线，实际中通过实验得出。 HB和 与H的关系13 /93章目录 上一页 下一页 返回 退出

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