根据相对磁导率课件.pptVIP

本章要求：１、了解磁性材料的基本知识及磁路的基本定律；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；了解电磁铁的基本工作原理及其应用知识；了解电磁铁的基本工作原理及其应用知识；２、理解磁场的基本物理量的意义，理解变压器额定值的意义；3、掌握交流铁心线圈电路的分析方法；掌握变压器

6.1磁路的基本物理量和基本性质?铁心线圈

1.磁感应强度B分类：均匀磁场非均匀磁场

又成为磁通密度方向：大小：与磁感应强度B方向相同感应电动势与磁通的关系

3.磁场强度H定义：介质中某点的磁感应强度B与介质磁导率?之比。定义：表示磁场媒质磁性的物理量，衡量物质的导磁能力。真空的磁导率为常数，单位：亨/米亨/米（H/m）

定义：任一种物质的磁导率?和真空的磁导率?0的比值。物质的分类：根据相对磁导率?r的大小，将物质分为三类，如空气、氧、锡、铝、铅等物质非铁磁物质，如氢、铜、石墨、银和锌等物质

磁畴铁磁材料的磁导率很高，其相对磁导率μr远大于1，可达数百、数千、直至数万。铁磁材料在磁场中可被强烈磁化（呈现磁性）。外磁场应用：变压器、电动机等

B,?

几种常见磁性材料的磁化曲线3O0.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0?103

铁心中的磁感应强度。铁具有较大的矫顽磁力，磁滞回线较宽。一般用来制造永久磁铁。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，稳定性也较好。常用于计算机和控制元件。

6.2磁路的概念及磁路的安培环路定律在电机、变压器和各种铁磁元件中常用铁磁材料做成各种形状的铁心，这样，线圈中较小的励磁电流即可产生较大的磁通，从而得到较大的感应电动势或电磁力。铁心的磁导率比周围空气和其它物质的磁导率高得多，因此绝大部分磁通经过铁心形成闭合通路，磁通所通过的由铁磁材料构成的路径称为磁路，沿整个磁路的磁通均匀相同。

磁路的安培路定律磁路欧姆定律磁阻

磁路Ｅ流Ｉ流密度Ｊ

如果磁路是由不同的材料或不同长度和截面积的几段组成，即磁路由磁阻不同的几段串联而成。如图所示则6.2.2器的磁路

串联磁路:磁路由多段不同材料组成一个回路，中间无分叉根据磁路的连续性原理，串联磁路中各段的磁通Φ都是相同。对空气隙的磁场强度H0。应用公式H=B/μ计算。000(3)用安培环路定律计算所需磁通势NI。(4)用计算出的磁通势NI再求所需要的线圈电流或线圈匝数。

【例6.2.1】一个具有闭合的均匀铁心的线圈，其匝数为380，铁心中的磁感应强度为0.9T，磁路的平均长度45cm首先从图中的磁化曲线查出磁场强度Ｈ，然后根据

可见由于所用铁心材料的不同,要得到同样的磁感应强度,则所需要的磁通势或励磁电流的大小相差就很悬殊.因此,采用磁导率高的铁心材料,可使线圈的用铜量大为降低.如果在(1)、(2)两种情况下,线圈中通有同样大小的电流0.39A,则铁心中的磁场强度是相等的,都是260A/m.。但从图的磁化曲线可以查出的，两者相差17倍，磁通也相差17倍。在这种情况下，如果要得到相同的磁通，对于铸铁铁心的截面积就必须增加17倍。因此，采用磁导率高的铁心材料，可以使铁心的用铁量大为降低。

2.串联磁路（给定NI，求Φ）已知NI求Φ有两种情况。一种是比较特殊的情况，就是只有一个线圈、一种材料，此时可以直接将Φ求出。另一种是比较常见的情况，就是含有两种以上的材料，这类题目比较难解，常用“试凑法”来解。3.串并联磁路（给定Φ，求NI）并磁路的计算要利用磁通的连续性原6.2.3串并磁路理和安培环路定律。

6.3交流励磁下的铁心线圈铁心?铁心线圈的漏磁电感–?铁心线圈的主磁电感Ｌ不是一个常数，因此，铁心线圈是一个非线性电感。漏磁通??：经过空气或其它非导磁媒质闭合的磁通

?

一般铁心线圈的漏磁通很小，故由其产生的感应电动势可以忽略不计线圈的导线电阻也很小，则由其产生的电压降也可以忽略不计因此设

上式表明，在正弦交流电压励磁下，铁心线圈内产生的磁通

磁化曲线Ｂ与Ｈ的关系铁心线圈是非线性元件

6.3.2功率损耗和等效电路在交流铁心线圈的电路计算中，用一个等效的正弦电流来替代这个周期性非正弦电流，即仍然将电流i作为正弦波来处理（例如电压的计算、功率的计算都直接引用正弦交１.交流铁心线圈的功率损耗圈导线电阻Ｒ上的损耗，称为铜损耗Δ

①磁滞损耗:磁性材料在交流磁化时由于磁滞现象而发生的能量损耗,将变成热能使磁心发热大小：与磁滞回线所包围的面积成正比由涡流使铁心发热而产生的能量损耗涡流：当磁性材料被交流磁化时将产生交变的磁通，交变的磁通会在垂直于磁力线方向的铁心截面上感应出闭合的交流电流

提高铁心的电阻率。铁心用彼此绝缘的钢片叠成，把涡流限制在较小的截面内。交流铁心线圈的铜损耗和铁损耗的总和就是交