磁路的基本知识.pptx

5.1.1磁路的基本概念5.1.2磁路的主要物理量目录CONTENTS5.1.3磁性材料5.1.4磁路的基本定律5.1.5交流铁心线圈任务5.1磁路的基本知识5.1.6功率损耗5.1.1磁路的基本概念5.1.2磁路的主要物理量5.1.3磁性材料

由物理学可知，将电流通入线圈，在线圈内部及周围就会产生磁场。磁场在空间的分布情况可以用磁力线描述。一、磁路的概念5.1.1磁路的基本概念I主磁通漏磁通铁芯N匝线圈ΦΦσ为了得到较强的磁场，常采用磁性材料做成一定形状的铁芯，而将线圈绕在铁芯上，以满足电工设备小电流，强磁场的要求。用于产生磁场的电流I称为励磁电流；通入励磁电流的线圈称为励磁线圈(N匝)。2

III励磁线圈励磁线圈励磁线圈常见电工设备的磁路图当绕在铁芯上的线圈通电后，铁芯会被磁化，使磁场增强，且绝大部分磁通都集中在由铁芯构成的闭合路径内，从而形成铁芯磁路。铁芯铁芯铁芯工程实际应用中，大量的电气设备都含有铁芯线圈，当线圈通电后，铁芯就会被磁化而形成设备的磁路。3

一、磁感应强度B表征磁场内某点的磁场强弱和该点磁场的方向的物理量。磁感应强度B的单位是特斯拉[T]磁感应强度B的大小主要取决于磁场介质的性质。匀强磁场中，B的大小可用载流导体在磁场中所受到的电磁力来定义。即：5.1.2磁路的主要物理量4

垂直穿过磁路横截面的磁力线总量称为磁通，用“Φ”表示。均匀磁场中，磁通Φ等于磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积S的乘积，即：磁通的单位是韦伯[Wb]和麦克斯韦[Mx]，两者之间的换算关系为：1Wb=108Mx二、磁通Φ磁通是标量,其大小反映了与磁场相垂直的某个截面上的磁场强弱情况。B=Ф/S磁感应强度也称为磁通密度,简称磁密。5

表征磁介质导磁性能的一个物理量，常用符号μ表示,单位为H/m(亨每米)。自然界中各种物质的磁导率与真空的磁导率相比，可得出相对磁导率，用“μr”表示，即：相对磁导率无量纲，其值越大，表明该类物质的导磁性能越好；反之，导磁性能越差。自然界中的物质按相对磁导率大小可分为磁性物质和非磁性物质两大类。三、磁导率μ真空的磁导率为6

根据相对磁导率μr值的不同，自然界的物质大致可分为两大类：（1）非磁性物质如空气、塑料、铜、铝、橡胶等。这些物质的导磁能力很差，磁导率均与真空的磁导率非常接近，它们的相对磁导率均约等于1。非磁性物质的磁导率可认为是常量。如铁、镍、钴、钢及其合金等。这些物质的导磁能力非常强，其磁导率一般为真空的几百、几千乃至几万、几十万倍。如铸铁，其相对磁导率μr≈200～400；铸钢的相对磁导率μr≈500～2200；硅钢的μr≈7000~10000。显然，铁磁物质的磁导率不是常量，而且是一个随外部条件变化的范围。铁磁性物质的相对磁导率大大于1。（2）铁磁性物质7

磁场强度只与产生磁场的电流以及这些电流的分布(导体的几何形状)情况有关，而与磁介质的导磁率无关.四、磁场强度磁场强度H是进行磁场分析时引用的一个辅助物理量，它也是一个矢量,方向与磁感应强度B的方向相同,大小为磁感应强度B与磁导率μ的比值，故磁场强度定义为：磁场强度只与产生磁场的电流以及这些电流的分布(导体的几何形状)情况有关，而与磁介质的导磁率无关。在SI单位制中,磁场强度H的单位为A/m(安每米)。8

95.1.3磁性材料

(a)磁化前(b)磁化后一、高导磁性在一定强度的外磁场作用下，这些磁畴将顺着外磁场的方向趋向规则的排序，产生一个附加磁场，使铁磁材料内的磁感应强度大大增强。这种现象称为磁化。非磁性物质内部没有磁畴结构，因此即使处在磁场中，也不能够被磁化，不具有高导磁性。铁磁材料的内部存在许多磁化小区，称为磁畴。在无外磁场作用时，这些磁畴的排序是不规则的，对外不显示磁性。磁畴外磁场作用10

磁性材料在磁化过程中,磁感应强度B随磁场强度H变化的曲线称为磁化曲线。在磁化过程中，当励磁电流增大到一定值时，几乎所有的磁畴都与外磁场的方向一致，附加磁场就不再随励磁电流的增大而继续增强，这种现象称为磁饱和现象。二、磁饱和性励磁电流I磁化曲线图d11

如果励磁电流是大小和方向都随时间变化的交变电流，则磁铁材料将受到交变磁化。在电流交变的一个周期中，磁感应强度B随磁场强度H变化的关系如下图示