第09章w……电路磁路.ppt

* 第九章 磁路和铁心线圈电路 内容提要 1.磁感应强度、磁通及磁场强度等物理量概念。 2.磁通连续性原理和安培环路定律。 3.磁路的基尔霍夫定律，磁阻与磁导。 4.恒定磁通磁路的计算。 5.交流铁心线圈中波形畸变和交流铁心线圈电路模型的计算。 第九章 磁路和铁心线圈电路 9.1 磁场的主要物理量和基本性质 一 磁场的主要物理量 ◆ 磁感应强度（ ） 电流(或运动电荷) 磁感应强度 是表示磁场空间某点的磁场强弱和方向的物理量。它是矢量。磁场对电流(或运动电荷)有作用，而电流(或运动电荷)也将产生磁场。 磁场 第九章 磁路和铁心线圈电路 磁感应强度的大小： 在磁场中一点放一段长度为l 、电流强度为 I 并与磁场方向垂直的导体，如导体所受电磁力为F ，则该点磁感应强度的大小为 B 的SI单位：特斯拉(T) 磁感应强度的方向：由 和 三个矢量成右螺旋定则的关系来决定。 第九章 磁路和铁心线圈电路 ◆ 磁通（ ）：磁感应强度 B 在面积 A 上的通量。 设磁场中有一曲面A，在曲面上取一面积元dA ，dA处的磁感应强度量值为B，方向与dA的夹角为α，则此面积元的磁通为 所以，曲面A的磁通为 均匀磁场：磁感应强度量值相等、方向相同的磁场。 磁通的SI单位：韦伯（Wb） 第九章 磁路和铁心线圈电路 如果是均匀磁场，且各点磁感应强度与面积 S 垂直，则该面积上的磁通为 又称磁感应强度为磁通密度 或 ◆ 磁感应线：为使磁场的分布状况形象化，用磁感应线描述磁场。 规定：磁感应线上的每一点的切线方向就是这一点的磁场方向；在磁感应强度大的地方磁感应线密，小的地方疏。 第九章 磁路和铁心线圈电路 ①将不同的物质（磁介质）放入磁场中，对磁场影响是不同的。 ②不同的物质在外磁场的作用下，会被磁化而产生附加磁场，附加磁场又反过来影响外磁场。 ③外磁场通常是由电流产生的，为了反映外磁场和电流之间的关系，引入一个辅助矢量H即磁场强度。它也是用来表征磁场中各点的磁力大小、方向的物理量。但是，它的大小仅与产生该磁场的电流大小和载流导体的形状有关。 其SI单位：安/米（A/m）。 ◆ 磁场强度 磁场强度与磁感应强度的关系为 第九章 磁路和铁心线圈电路 物质的磁导率 SI单位：H/m 真空磁导率 相对磁导率 非铁磁物质的μ≈μ0 铁磁物质的μr很大，如硅钢片μr=6000～8000。 ◆ 磁导率 ◆ 磁通连续性原理：磁场中任一闭合面的总磁通恒等于零，即 二 磁场的基本性质 磁感应线总是闭合的空间曲线 第九章 磁路和铁心线圈电路 ◆ 安培环路定律：磁场强度矢量H沿任何闭合路径的线积分等于穿过此路径所围成的面的电流代数和，即 例如：可写出图中的安培环路定律表达式为 电流的方向和所选路径方向符合右手螺旋法则时为正，否则为负。 第九章 磁路和铁心线圈电路 9.2 铁磁性物质的磁化曲线 物质按其磁化效应分为 非铁磁性物质 μ≈μ0 铁磁性物质 μ很大，不是常数 物质的磁性可用导磁系数来表示，或者用式 ，以通过物质中磁感应强度与磁场强度的关系来描述。真空或空气的导磁能力很低，其导磁系数为 ，是一个不随磁场强度的大小而变化的常数（ ）。所以，真空或空气中的磁感应强度是随磁场强度成比例地变化的，如图中的直线①所示。 铁、镍及其合金等铁磁性材料，其导磁能力很高，相对导磁系数很大，可达数百甚至数万而且还具有磁饱和及磁滞的特点。为此，下面研究铁磁性物质的磁化性质。 第九章 磁路和铁心线圈电路 铁磁性物质的磁化性质一般由磁化曲线即B-H曲线表示 原因：磁场强度H 是决定于产生外磁场的电流； 磁感应强度B 是相当于电流在真空中所产生磁场和物质 磁化后的附加磁场的叠加， 所以， B-H曲线表明了物质的磁化效应。 一 起始磁化曲线 铁磁性物质的磁化曲线 B-H 可由实验测出 ① ② ③ H B，μ O μ B 起始磁化曲线，如图中曲线②。 H=0 、B=0 开始磁化 oa1段，B 随H 增大而增大，其增 长率不大。 第九章 磁路和铁心线圈电路 ① ② ③ H B，μ O μ B a1a2段，B 随H 增大而急剧增大，其原因是铁磁性物质中的B 较非铁磁性物质的B 大得多，故常要求铁磁性材料工作在a2点附近。 a2a3段，铁磁性物质中的B 的增长率反而变小，其原因是接近饱和区。 a3点以后，B 的增长率就相当于空气中的B 的增长率，这种现象称为磁饱和。a1 、a2 、a3点分别称为跗点