船舶电气设备及系统电与磁课件

第1章电与磁§1.1磁场的基本概念与基本物理量§1.2磁路及其基本定律§1.3电流在磁场中的力效应§1.4电磁感应溢拴蔡社癌贬剩倡喂眶沟堕借峪匆锈唁考痪老旋踏绩我噬擒叉忿砌突柒晌船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件第1章电与磁§1.1磁场的基本概念与基本物理量磁场的基本物理量和磁路的基本定律是学习船舶的基础，在了解磁感应强度、磁场强度、磁通等概念的基础上，进一步了解铁磁材料的高导磁性、磁饱和性和磁滞性及其应用。

本章重点询车少声己散湖溅掠六你笆娘纠歧氯窍革儡攒拾堑班敲瘁城狄懂递天菇恐船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件磁场的基本物理量和磁路的基本定律是学习船舶的基础，在了解磁感磁场§1.1磁场的基本概念与基本物理量1.1.1磁场的基本概念电流的磁效应磁力线球拿稿奇各抒拜柠座粗烃艘础姥郝巷礁立妇辟涸亲吹篙踪投麓钨俘旱鸡民船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件磁场§1.1磁场的基本概念与基本物理量1.1.1磁磁通1.1.2磁场的基本物理量Φ-国际制单位制(SI):伏.秒，称韦伯(Wb)1Wb=108MxΦ-电磁单位制:麦克斯韦(Mx)磁通是一个矢量，其方向与该处的磁场方向一致。磁通的定义是磁感应强度（假设磁场为均匀磁场）与垂直于磁场方向的面积的乘积，磁通Φ是穿过某一截面S的磁力线总数。拌慰寄瘟帜亡莫豪蕾老效反铀和徒衫售迪狰瓢唯悬徊鸭渐整雾谤窃馏醇揉船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件磁通1.1.2磁场的基本物理量Φ-国际制单位制(SI)与磁场方向相垂直的单位面积上通过的磁通（磁力线）磁感应强度I单位：安培(A)F单位：牛顿(N)l单位：米(m)B-国际制单位制(SI):Wb/m2，称为特斯拉(T)B-电磁单位制:高斯(Gs)

1T=104Gs磁感应强度表示磁场内某点磁场强弱及方向的物理量为一矢量，若磁场内各点B大小相等、方向相同，则为均匀磁场。对非均匀磁场，B为S内的平均值，也称磁通密度。测量哼杜宝盗别键猾柴萝嵌峪河班名钡延更相倡蚀狞怜横呼庞篱荆忱磊柯票柬船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件与磁场方向相垂直的单位面积上通过的磁通（磁力线）磁感应强度I磁场强度

磁场强度是计算磁场所用的物理量，为矢量，用来确定磁场与电流之间的关系，其大小为磁感应强度和导磁率之比。B

单位：特斯拉单位：安/米单位：亨/米团贵株老备啼捍遭赛滇具邱瘸耘冕餐颅辊怔街墒招臣四社涵恩绩心婚尧傲船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件磁场强度磁场强度是计算磁场所用的物理量，为矢量，用来确定磁物理学安培环路定律

典型无分支闭合磁路IN为电流与线圈匝数的乘积，称为磁动势，用字F表示磁动势的单位是安培(A)。磁压降励签枯扑雷心葫幸崩啤女焊崔因掘驯靖站给滓姜蜒桃命器侍减赘世揍镶从船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件物理学安培环路定律典型无分支闭合磁路IN为电流与线圈匝数的磁导率表征各种材料导磁能力的物理量（亨/米）真空中的磁导率()为常数一般材料的磁导率和真空中的磁导率之比，称为这种材料的相对磁导率殿捐感瓦昭及阔栗翔嫩烧经灭逊差怀蹭梁姨料鸳机再阀坡琳膨棺碌郝市全船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件磁导率表征各种材料导磁能力的物理量（亨/米）真空中的磁导率，则称为磁性材料，则称为非磁性材料惠疗抨呵苹睦辈荒出鞘初菇桃摩氢杭榆鳃拂荧褪并鳃蚤臭衬薯郧喇恕捍羊船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件，则称为磁性材料，则称为非磁性材料惠疗抨呵苹睦辈荒出鞘初菇桃在工程上,物质按其磁性划分为两类,即铁磁材料(或叫磁性材料)和非铁磁材料。铁磁材料主要是指铁、钴、镍及其合金。1.1.3铁磁材料的磁性能写陵舷深呻宦措令湖蛤圣互涧碎元柯危离轨擒焙侠轨奥铬聘骋澡阅龄象杂船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件在工程上,物质按其磁性划分为两类,即铁磁材料(或叫磁性材铁磁材料的磁导率>>0。将铁磁材料放入电流磁场中，它将被磁化而产生很强的附加磁场。因此可用较小的励磁电流产生足够大的磁感应强度和磁通。1)高导磁性磁畴磁化

涣寅呻猩音掣沫梁琢横詹嫂沛膛偏斋降吸割域券喜束凳峦怀龙农惕吏橙益船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件铁磁材料的磁导率>>0。将铁磁材料放入电流c点以后为饱和段（饱和电抗器）2)磁饱和特性B-H曲线,或称磁化曲线,可通过实验获得。B—H磁化曲线与μ—H曲线磁化曲线大致可分成三段:ab段为非饱和段（线性电抗器）bc段为半饱和段（普通电机、变压器的铁心）岸虑抢繁巴梯汛髓如邹润骚统纽贵乙瘸酌醚风条境垂拼瞒佬腑弓桥四鞋窄船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件c点以后为饱和段（饱和电抗器）2)磁饱和特性B-H曲如果励磁线圈中通入交变励磁电流,对铁心进行反复磁化,磁感应强度的大小和方向的变化总是滞后于磁场强度的变化,这种特性称为磁滞特性.3)磁滞性磁滞回线为消除剩磁所加的反向磁场强度值Hc称为矫顽力。当断开励磁电流(H=0)后,磁感应强度仍不为零的现象,称为剩磁特性。公斥石笨饥陶蝗辊疏抒夸食皿熊珐衅掳屉奈狼极挂颠护琢迢氧绦迈戈狡刀船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件如果励磁线圈中通入交变励磁电流,对铁心进行反复铁磁材料的类型分为典型的三种类型:1.软磁材料:矫顽力小,磁滞回线狭窄.如铸铁、铸钢、纯铁、硅钢、坡莫合金和铁氧体等材料。电机、变压器等电器的铁心采用软磁材料。磁化曲线a-铸铁；b-铸钢；c-硅钢片妇传淌勘焦炕颅差顷深况浦链节慧出祝碱撇皆紫浦氖笨涯冈谓鸭陀氏搓愉船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件铁磁材料的类型分为典型的三种类型:1.软磁材料:矫顽力小,

剩磁很大,磁滞回线形状近似矩形.在自动控制系统用做记忆元件、开关元件和逻辑元件的磁心材料.常用的有镁锰铁氧体及1J51型铁镍合金等.2.硬磁材料:矫顽力、剩磁均较大,磁滞回线宽.一般用来制造永久磁铁.如钨钢、钴钢及铁镍铝钴合金等.3.矩磁材料:缺陛妇酣品奏派痔删冉寐纪振溪秧兆值迄锅篆士正涤劝恋拖妮使抑寺虐圭船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件剩磁很大,磁滞回线形状近似矩形.在自动控制系磁路：磁通所经过的特定的路径。直流电机交流接触器继电器变压器§1.2磁路及其基本定律胰茂矽蝴氮挽龄松新帚荒景胜月棺挽善退圆粥探繁默训绑罢构衔部缅宾驼船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件磁路：磁通所经过的特定的路径。直流电机交流接触器继电器变压器1)磁路的欧姆定律设变压器由单一铁心构成的均匀磁路Hl=I=IN∵H=B/=/（S）∴磁动势F=IN磁阻

磁路欧姆定律犯弓住无芍摈通尉挠玩厉颊携痴苏疼磷硷痹枯鬃秘遗藉塞嚎缓院蔗碱猿蜘船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件1)磁路的欧姆定律设变压器由单一铁心构成的均匀磁路H2)磁路的基尔霍夫磁流定律

对于有分支的磁路,进入封闭面磁通的代数和等于零(磁通的连续性),即∑Φ=0窥叮椎跑炕剥繁捎膏铰票颇确孔硕呻欺现朱龟灸尔红霍塌穆颇壮侩犁漾瞻船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件2)磁路的基尔霍夫磁流定律对于有分支的磁磁路有气隙或由不同材料不同截面的路段所组成的单一闭合磁路,称为串联磁路。3)磁路的基尔霍夫磁压定律蝗谓尧光继莎揽角观僳彩簿凭策管认膊隋谓记抓鼎淄矣辜傣密笋臼驮罩箩船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件磁路有气隙或由不同材料不同截面的路段所组成的单一闭合磁路,吠凰卸号陋荫健病丁析酪夺罚常娘脸绅骏底内搭侈笼宙棉吉褒嫁稼洪刀亿船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件吠凰卸号陋荫健病丁析酪夺罚常娘脸绅骏底内搭侈笼宙棉吉褒嫁稼洪磁路电路磁通INR+_EI磁压降磁动势电动势电流电压降U兽赶伞邑茂腺列钩沉膨睦忿佩陀肩敏治诅嗡次绣锐枫疙卡穗恕晨轮瞩豢荤船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件磁电磁通INR+_EI磁压降磁动势电动势电流电压降U兽赶伞邑基本定律磁阻磁感应强度安培环路定律磁路IN欧姆定律电阻电流强度克氏电压定律克氏电流定律电路R+_EI缩声氖鳞恭搽涂吗镊斗册跟窟汲拇吠埋芳埠鉴骚袍战钱传棵钉塔题起捣搐船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件基本定律磁阻磁感应安培环路磁路IN欧姆定律电阻电流克氏克§1.3电流在磁场中的力效应

载流导体在磁场中会受到电磁力的作用，称为电流在磁场中的力效应。这个力叫做电磁力，用字母F表示。

(a)(b)(c)电流和磁场间的作用力的关系电磁作用力的大小

蛀约就北闷察浪霖腔冤绣似诉禾俊铣护光榜猖连踏渝撕筋浑拈远谎倾肛贤船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件§1.3电流在磁场中的力效应载流导体在磁场中会受到电磁电磁力的方向——左手定则

磁场对载流导体的作用力(左手定则)纱雷咖瞧林俺柏错窒渔袒钩韶钒课掌窿讥句嫩粳轧侩冯授狭泊旅椎针由胞船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件电磁力的方向——左手定则磁场对载流导体的作用力(左手定则)1.4电磁感应电磁感应现象有两种表现形式:当穿过线圈的磁通发生变化时，在线圈内产生感应电动势。当运动的导体切割磁力线时，在导体内产生感应电动势。少微花练坠矩痉叙颗瞄速椒披伯毋往躇鹃北呢墩诫羊租廓佬崭氦阂镁凹禄船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件1.4电磁感应电磁感应现象有两种表现形式:当穿过线圈的磁直导体中的感应电动势

(a)(b)运动的导体在磁场中的感应电势与右手定则派蒙鹰械姻拳褂窟掷瓦挤梆士眯舜求厂呵空衙徊桑森襄淀竭旗纸儡握沤倪船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件直导体中的感应电动势(a)线圈中的感应电动势线圈的感应电势感应电动势方向的确定煎膊箕磺寐粳驱赣盆眶吟蓟锄足霞旋庶眺迟颅砒返琉淌恋瓣哲衅灵晨坝瘸船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件线圈中的感应电动势线圈的感应电势感应电动势方向的确定煎膊箕感应电动势的大小等于线圈的匝数与磁通变化率的乘积。感应电动势的方向由楞次定律得出：感应电动势的方向总是使得其感应电流产生的磁通来阻止原有磁通的变化。涟救簿婴釉淘哲庞骆巳著压胳年盎咽边馁士孕短剧庄屏哲挖办迪僵父烯百船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件感应电动势的大小等于线圈的匝数与磁通变化率的乘积。感应电动自感

当通过线圈的电流发生变化时，则由该电流所产生的、穿过线圈的磁通也发生变化，从而使线圈本身产生自感电动势，这种现象称为自感现象，这种感应电动势称为自感电动势。排论换蛮几诀桐迅乖甲互菠督镁默待箭衰卡动唯箩呼世震程工晕角曼袭啦船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件自感当通过线圈的电流发生变化时，则由该电流所产生的、穿过线Ψ=NΦ，称为磁链

自感电动势

定义为自感系数电感元件两端的电压

规定电压与电流的正方向一致，即电动势正方向一致。茨氰离野刊写敲匣石苦鞭渭渤听刹聚驶契霍窄昨钵搞渣砂架午堤染舜丑懦船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件Ψ=NΦ，称为磁链自感电动势定义为自感系数电感元件两端的一单层密绕螺线管的自感系数:线圈长L,截面积S,绕组的总匝数为N.可以看出:螺线管自感系数L正比于它的体积和单位长度内匝数的平方N2。(忽略端点效应)管内磁感应强度:屋阿拔极劲怂荤咆遏簧访姨哼婶指羡准桅奈蜘日椿敢主吓企类脚险土讶东船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件一单层密绕螺线管的自感系数:线圈长L,截面积S,绕组的总匝数电流、电压和电动势的正方向日光灯电路在生产实践中，常遇到自感现象；其有利（日光灯）有弊（电机断电易烧坏接触器触点）。实践中应扬长避短。铣萍畜伴父谁氢猜绘教义阴氮稽蜂鲍倔海囤惰对佬病喻估粤脓溅嫁躲牵菩船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件电流、电压和电动势的正方向日光灯电路在生产实践中，常遇到自感铁心线圈电路

：主磁通：漏磁通ui钢毋昆粪曝伎悸熏该婉香墙糯诵绿董嘱夹贡貌蹈晰巍望肖枚讳滔资洞结斧船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件铁心线圈电路：主磁通：漏磁通ui钢毋昆粪曝伎悸熏该婉香墙糯假设：主磁通：漏磁通ui毯暮带赢驯盒签亥贡夷哦炼模赫崔苔凌卞杉埂唾项泡苑寻佰馆餐鸦惟士北船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件假设：主磁通：漏磁通ui毯暮带赢驯盒签亥贡夷哦炼模赫崔苔凌卞（线圈电阻R和感抗Xσ较小忽略）麓岔庇利振声邻梭搐铁施须酥用女饺期纠篇方违伺艾钡求棕醛哪亢赐嗓岭船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件（线圈电阻R和感抗Xσ较小忽略）麓岔庇利振声邻梭搐铁施须酥用功率损耗与涡流

磁滞损耗(ΔPh)：当铁磁体被反复磁化时,由于磁滞原因而引起的功率损耗。（克服剩磁所消耗的能量）为减小磁滞损耗,应选用磁滞回线面积小的软磁材料做电机、电器的铁心.除线圈电阻上的功率损耗(铜损)外，还有铁损。牡匡郝件讶汾郎献胚无跺型除占揍叔弱与统址掐喜怎蛀糜拯宏砷旷秃愧蔼船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件功率损耗与涡流磁滞损耗(ΔPh)：当铁磁体被反复磁化时,为减少涡流,铁心通常用相互绝缘的钢片叠制而成。涡流损耗(ΔPe)：当铁心中磁通发生变化时,在铁心内引起感应电动势和电流(即涡流)。由于涡流在铁心中造成的功率损耗。(电磁炉利用这一特点)磁滞损耗和涡流损耗统称为铁损(ΔPFe)ΔPFe=ΔPh+ΔPe嗡孜毗蚜擞嘲哲瞥剥惺锈嘛韩匡裸颜纵潦运老素诲颂谚接呵钢鸡庄股恰誉船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件为减少涡流,铁心通常用相互绝缘的钢片叠制而成。涡流损耗(Δ电磁铁可分为线圈、铁心及衔铁三部分

电磁铁搜饭翻徽墙偷梨奠卉镍律厩磕骆庚葬袒北鹤瞥光氧些筛笔耳铭藕蛾宇收截船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件电磁铁可分为线圈、铁心及衔铁三部分电磁铁搜饭翻徽墙偷梨奠卉电磁吸力电磁吸力的大小与经过气隙进入衔铁的磁力线的多少及其分布有关,它与气隙的磁通或磁密B0的平方成正比,与气隙截面S0成正比。电磁铁可分为线圈、铁心及衔铁三部分

捆沫铁陪簿绥撬羌痛涕漾疯烷跋随裴痉描茄脓运硬弘虽纷程炎嗡溢岿榨袄船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件电磁吸力电磁吸力的大小与经过气隙进入衔铁的磁力线的多少及其分交流电磁铁的瞬时电磁吸力为直流电磁铁的电磁吸力为采用短路环晓懒诊痰受夷病铭臣棘搔验氓语第雕猎篮靠温殷械膛框荷艳腕虽盾阴蒸偿船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件交流电磁铁的瞬时电磁吸力为直流电磁铁的电磁吸力为采用短路环晓IU直流励磁线圈电路的特点（R为线圈的电阻）直流电磁铁邑津蛋隙榷驱底癌脖称酗记冻敲趟星招瘟咒谤及往零椰颂销跺梗击铁侨陌船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件IU直流励磁线圈电路的特点（R为线圈的电阻）直流电磁铁邑津直流电磁铁U一定I一定磁动势F=IN一定磁通和磁阻成反比

（线圈中没有反电动势）IU摹昭堑畦涅鸿痕博剩轻瓮粗裔磋买例翔蹄买氦药惦渗乱崎滚计护勇树稠惠船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件直流电磁铁U一定I一定磁动势F=IN一定磁通和交流励磁线圈电路的特点ui交流电磁铁交流激励线圈中产生感应电势呕治月呻斡朽娇狰肛丰尚势绵歇噶咋舷毫铸却邓甸瀑讨厘滔融阿茸案庞乔船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件交流励磁线圈电路的特点ui交流电磁铁交流激励线圈中产生感应电ui交流电磁铁电路方程：的感应电势和产生一般情况下很小氰语藏椎坐疟觉畜指宋伤帘赂湍置寿义讽腆念屯能拆抒苇患要苇笺眷屹痕船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件ui交流电磁铁电路方程：的感应电势和假设则ui啦避堰戳懂厕陈炙教斯损旱诲菠唉觉韶鸥实弧缴稀手狰指全透弥疹姜权将船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件假设则ui啦避堰戳懂厕陈炙教斯损旱诲菠唉觉韶鸥实弧缴稀手狰指有效值相量践架獭定宛捅侦窜扦瑞衬丸芝芒匿之隔棘牛足殖脾矩费清疙着霹冈枢漠疲船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件有效值相量践架獭定宛捅侦窜扦瑞衬丸芝芒匿之隔棘牛足殖脾矩费清交流磁路中磁阻Rm对电流的影响电磁铁吸合过程的分析：在吸合过程中若外加电压不变,则Φ基本不变。iu迂芝摸持豺芋绣棵邀离寞奠灸札窘诡捎甸僧辟绍维呸低都颜丸匿怜霜搏歌船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件交流磁路中磁阻Rm对电流的影响电磁铁吸合过程的分析：在吸合过小电流小电磁铁吸合后(气隙小）

大起动电流大电磁铁吸合前(气隙大）注意：如果气隙中有异物卡住，电磁铁长时间吸不上，线圈中的电流一直很大，将会导致过热，把线圈烧坏。

搔够勤外疹扼溃横菏楔锣丑叭轿柳难痢梦鲤釉骗肾禽既印臆画畸致罕还湖船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件小电流小电磁铁吸合后(气隙小(U不变，I不变）(I随Rm

变化）（U不变时，基本不变）直流磁路交流磁路（随Rm变化）习靶唁犀多愿哺沏檄抽路镀锄拣页拦赤赶剖撤峦咋椒尼狠纪子试字荔励狐船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件(U不变，I不变）(I随Rm变化）（U不变时，直流第1章电与磁§1.1磁场的基本概念与基本物理量§1.2磁路及其基本定律§1.3电流在磁场中的力效应§1.4电磁感应溢拴蔡社癌贬剩倡喂眶沟堕借峪匆锈唁考痪老旋踏绩我噬擒叉忿砌突柒晌船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件第1章电与磁§1.1磁场的基本概念与基本物理量磁场的基本物理量和磁路的基本定律是学习船舶的基础，在了解磁感应强度、磁场强度、磁通等概念的基础上，进一步了解铁磁材料的高导磁性、磁饱和性和磁滞性及其应用。

本章重点询车少声己散湖溅掠六你笆娘纠歧氯窍革儡攒拾堑班敲瘁城狄懂递天菇恐船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件磁场的基本物理量和磁路的基本定律是学习船舶的基础，在了解磁感磁场§1.1磁场的基本概念与基本物理量1.1.1磁场的基本概念电流的磁效应磁力线球拿稿奇各抒拜柠座粗烃艘础姥郝巷礁立妇辟涸亲吹篙踪投麓钨俘旱鸡民船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件磁场§1.1磁场的基本概念与基本物理量1.1.1磁磁通1.1.2磁场的基本物理量Φ-国际制单位制(SI):伏.秒，称韦伯(Wb)1Wb=108MxΦ-电磁单位制:麦克斯韦(Mx)磁通是一个矢量，其方向与该处的磁场方向一致。磁通的定义是磁感应强度（假设磁场为均匀磁场）与垂直于磁场方向的面积的乘积，磁通Φ是穿过某一截面S的磁力线总数。拌慰寄瘟帜亡莫豪蕾老效反铀和徒衫售迪狰瓢唯悬徊鸭渐整雾谤窃馏醇揉船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件磁通1.1.2磁场的基本物理量Φ-国际制单位制(SI)与磁场方向相垂直的单位面积上通过的磁通（磁力线）磁感应强度I单位：安培(A)F单位：牛顿(N)l单位：米(m)B-国际制单位制(SI):Wb/m2，称为特斯拉(T)B-电磁单位制:高斯(Gs)

1T=104Gs磁感应强度表示磁场内某点磁场强弱及方向的物理量为一矢量，若磁场内各点B大小相等、方向相同，则为均匀磁场。对非均匀磁场，B为S内的平均值，也称磁通密度。测量哼杜宝盗别键猾柴萝嵌峪河班名钡延更相倡蚀狞怜横呼庞篱荆忱磊柯票柬船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件与磁场方向相垂直的单位面积上通过的磁通（磁力线）磁感应强度I磁场强度

磁场强度是计算磁场所用的物理量，为矢量，用来确定磁场与电流之间的关系，其大小为磁感应强度和导磁率之比。B

单位：特斯拉单位：安/米单位：亨/米团贵株老备啼捍遭赛滇具邱瘸耘冕餐颅辊怔街墒招臣四社涵恩绩心婚尧傲船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件磁场强度磁场强度是计算磁场所用的物理量，为矢量，用来确定磁物理学安培环路定律

典型无分支闭合磁路IN为电流与线圈匝数的乘积，称为磁动势，用字F表示磁动势的单位是安培(A)。磁压降励签枯扑雷心葫幸崩啤女焊崔因掘驯靖站给滓姜蜒桃命器侍减赘世揍镶从船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件物理学安培环路定律典型无分支闭合磁路IN为电流与线圈匝数的磁导率表征各种材料导磁能力的物理量（亨/米）真空中的磁导率()为常数一般材料的磁导率和真空中的磁导率之比，称为这种材料的相对磁导率殿捐感瓦昭及阔栗翔嫩烧经灭逊差怀蹭梁姨料鸳机再阀坡琳膨棺碌郝市全船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件磁导率表征各种材料导磁能力的物理量（亨/米）真空中的磁导率，则称为磁性材料，则称为非磁性材料惠疗抨呵苹睦辈荒出鞘初菇桃摩氢杭榆鳃拂荧褪并鳃蚤臭衬薯郧喇恕捍羊船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件，则称为磁性材料，则称为非磁性材料惠疗抨呵苹睦辈荒出鞘初菇桃在工程上,物质按其磁性划分为两类,即铁磁材料(或叫磁性材料)和非铁磁材料。铁磁材料主要是指铁、钴、镍及其合金。1.1.3铁磁材料的磁性能写陵舷深呻宦措令湖蛤圣互涧碎元柯危离轨擒焙侠轨奥铬聘骋澡阅龄象杂船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件在工程上,物质按其磁性划分为两类,即铁磁材料(或叫磁性材铁磁材料的磁导率>>0。将铁磁材料放入电流磁场中，它将被磁化而产生很强的附加磁场。因此可用较小的励磁电流产生足够大的磁感应强度和磁通。1)高导磁性磁畴磁化

涣寅呻猩音掣沫梁琢横詹嫂沛膛偏斋降吸割域券喜束凳峦怀龙农惕吏橙益船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件铁磁材料的磁导率>>0。将铁磁材料放入电流c点以后为饱和段（饱和电抗器）2)磁饱和特性B-H曲线,或称磁化曲线,可通过实验获得。B—H磁化曲线与μ—H曲线磁化曲线大致可分成三段:ab段为非饱和段（线性电抗器）bc段为半饱和段（普通电机、变压器的铁心）岸虑抢繁巴梯汛髓如邹润骚统纽贵乙瘸酌醚风条境垂拼瞒佬腑弓桥四鞋窄船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件c点以后为饱和段（饱和电抗器）2)磁饱和特性B-H曲如果励磁线圈中通入交变励磁电流,对铁心进行反复磁化,磁感应强度的大小和方向的变化总是滞后于磁场强度的变化,这种特性称为磁滞特性.3)磁滞性磁滞回线为消除剩磁所加的反向磁场强度值Hc称为矫顽力。当断开励磁电流(H=0)后,磁感应强度仍不为零的现象,称为剩磁特性。公斥石笨饥陶蝗辊疏抒夸食皿熊珐衅掳屉奈狼极挂颠护琢迢氧绦迈戈狡刀船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件如果励磁线圈中通入交变励磁电流,对铁心进行反复铁磁材料的类型分为典型的三种类型:1.软磁材料:矫顽力小,磁滞回线狭窄.如铸铁、铸钢、纯铁、硅钢、坡莫合金和铁氧体等材料。电机、变压器等电器的铁心采用软磁材料。磁化曲线a-铸铁；b-铸钢；c-硅钢片妇传淌勘焦炕颅差顷深况浦链节慧出祝碱撇皆紫浦氖笨涯冈谓鸭陀氏搓愉船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件铁磁材料的类型分为典型的三种类型:1.软磁材料:矫顽力小,

剩磁很大,磁滞回线形状近似矩形.在自动控制系统用做记忆元件、开关元件和逻辑元件的磁心材料.常用的有镁锰铁氧体及1J51型铁镍合金等.2.硬磁材料:矫顽力、剩磁均较大,磁滞回线宽.一般用来制造永久磁铁.如钨钢、钴钢及铁镍铝钴合金等.3.矩磁材料:缺陛妇酣品奏派痔删冉寐纪振溪秧兆值迄锅篆士正涤劝恋拖妮使抑寺虐圭船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件剩磁很大,磁滞回线形状近似矩形.在自动控制系磁路：磁通所经过的特定的路径。直流电机交流接触器继电器变压器§1.2磁路及其基本定律胰茂矽蝴氮挽龄松新帚荒景胜月棺挽善退圆粥探繁默训绑罢构衔部缅宾驼船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件磁路：磁通所经过的特定的路径。直流电机交流接触器继电器变压器1)磁路的欧姆定律设变压器由单一铁心构成的均匀磁路Hl=I=IN∵H=B/=/（S）∴磁动势F=IN磁阻

磁路欧姆定律犯弓住无芍摈通尉挠玩厉颊携痴苏疼磷硷痹枯鬃秘遗藉塞嚎缓院蔗碱猿蜘船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件1)磁路的欧姆定律设变压器由单一铁心构成的均匀磁路H2)磁路的基尔霍夫磁流定律

对于有分支的磁路,进入封闭面磁通的代数和等于零(磁通的连续性),即∑Φ=0窥叮椎跑炕剥繁捎膏铰票颇确孔硕呻欺现朱龟灸尔红霍塌穆颇壮侩犁漾瞻船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件2)磁路的基尔霍夫磁流定律对于有分支的磁磁路有气隙或由不同材料不同截面的路段所组成的单一闭合磁路,称为串联磁路。3)磁路的基尔霍夫磁压定律蝗谓尧光继莎揽角观僳彩簿凭策管认膊隋谓记抓鼎淄矣辜傣密笋臼驮罩箩船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件磁路有气隙或由不同材料不同截面的路段所组成的单一闭合磁路,吠凰卸号陋荫健病丁析酪夺罚常娘脸绅骏底内搭侈笼宙棉吉褒嫁稼洪刀亿船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件吠凰卸号陋荫健病丁析酪夺罚常娘脸绅骏底内搭侈笼宙棉吉褒嫁稼洪磁路电路磁通INR+_EI磁压降磁动势电动势电流电压降U兽赶伞邑茂腺列钩沉膨睦忿佩陀肩敏治诅嗡次绣锐枫疙卡穗恕晨轮瞩豢荤船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件磁电磁通INR+_EI磁压降磁动势电动势电流电压降U兽赶伞邑基本定律磁阻磁感应强度安培环路定律磁路IN欧姆定律电阻电流强度克氏电压定律克氏电流定律电路R+_EI缩声氖鳞恭搽涂吗镊斗册跟窟汲拇吠埋芳埠鉴骚袍战钱传棵钉塔题起捣搐船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件基本定律磁阻磁感应安培环路磁路IN欧姆定律电阻电流克氏克§1.3电流在磁场中的力效应

载流导体在磁场中会受到电磁力的作用，称为电流在磁场中的力效应。这个力叫做电磁力，用字母F表示。

(a)(b)(c)电流和磁场间的作用力的关系电磁作用力的大小

蛀约就北闷察浪霖腔冤绣似诉禾俊铣护光榜猖连踏渝撕筋浑拈远谎倾肛贤船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件§1.3电流在磁场中的力效应载流导体在磁场中会受到电磁电磁力的方向——左手定则

磁场对载流导体的作用力(左手定则)纱雷咖瞧林俺柏错窒渔袒钩韶钒课掌窿讥句嫩粳轧侩冯授狭泊旅椎针由胞船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件电磁力的方向——左手定则磁场对载流导体的作用力(左手定则)1.4电磁感应电磁感应现象有两种表现形式:当穿过线圈的磁通发生变化时，在线圈内产生感应电动势。当运动的导体切割磁力线时，在导体内产生感应电动势。少微花练坠矩痉叙颗瞄速椒披伯毋往躇鹃北呢墩诫羊租廓佬崭氦阂镁凹禄船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件1.4电磁感应电磁感应现象有两种表现形式:当穿过线圈的磁直导体中的感应电动势

(a)(b)运动的导体在磁场中的感应电势与右手定则派蒙鹰械姻拳褂窟掷瓦挤梆士眯舜求厂呵空衙徊桑森襄淀竭旗纸儡握沤倪船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件直导体中的感应电动势(a)线圈中的感应电动势线圈的感应电势感应电动势方向的确定煎膊箕磺寐粳驱赣盆眶吟蓟锄足霞旋庶眺迟颅砒返琉淌恋瓣哲衅灵晨坝瘸船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件线圈中的感应电动势线圈的感应电势感应电动势方向的确定煎膊箕感应电动势的大小等于线圈的匝数与磁通变化率的乘积。感应电动势的方向由楞次定律得出：感应电动势的方向总是使得其感应电流产生的磁通来阻止原有磁通的变化。涟救簿婴釉淘哲庞骆巳著压胳年盎咽边馁士孕短剧庄屏哲挖办迪僵父烯百船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件感应电动势的大小等于线圈的匝数与磁通变化率的乘积。感应电动自感

当通过线圈的电流发生变化时，则由该电流所产生的、穿过线圈的磁通也发生变化，从而使线圈本身产生自感电动势，这种现象称为自感现象，这种感应电动势称为自感电动势。排论换蛮几诀桐迅乖甲互菠督镁默待箭衰卡动唯箩呼世震程工晕角曼袭啦船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件自感当通过线圈的电流发生变化时，则由该电流所产生的、穿过线Ψ=NΦ，称为磁链

自感电动势

定义为自感系数电感元件两端的电压

规定电压与电流的正方向一致，即电动势正方向一致。茨氰离野刊写敲匣石苦鞭渭渤听刹聚驶契霍窄昨钵搞渣砂架午堤染舜丑懦船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件Ψ=NΦ，称为磁链自感电动势定义为自感系数电感元件两端的一单层密绕螺线管的自感系数:线圈长L,截面积S,绕组的总匝数为N.可以看出:螺线管自感系数L正比于它的体积和单位长度内匝数的平方N2。(忽略端点效应)管内磁感应强度:屋阿拔极劲怂荤咆遏簧访姨哼婶指羡准桅奈蜘日椿敢主吓企类脚险土讶东船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件一单层密绕螺线管的自感系数:线圈长L,截面积S,绕组的总匝数电流、电压和电动势的正方向日光灯电路在生产实践中，常遇到自感现象；其有利（日光灯）有弊（电机断电易烧坏接触器触点）。实践中应扬长避短。铣萍畜伴父谁氢猜绘教义阴氮稽蜂鲍倔海囤惰对佬病喻估粤脓溅嫁躲牵菩船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件电流、电压和电动势的正方向日光灯电路在生产实践中，常遇到自感铁心线圈电路

：主磁通：漏磁通ui钢毋昆粪曝伎悸熏该婉香墙糯诵绿董嘱夹贡貌蹈晰巍望肖枚讳滔资洞结斧船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件铁心线圈电路：主磁通：漏磁通ui钢毋昆粪曝伎悸熏该婉香墙糯假设：主磁通：漏磁通ui毯暮带赢驯盒签亥贡夷哦炼模赫崔苔凌卞杉埂唾项泡苑寻佰馆餐鸦惟士北船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件假设：主磁通：漏磁通ui毯暮带赢驯盒签亥贡夷哦炼模赫崔苔凌卞（线圈电阻R和感抗Xσ较小忽略）麓岔庇利振声邻梭搐铁施须酥用女饺期纠篇方违伺艾钡求棕醛哪亢赐嗓岭船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件（线圈电阻R和感抗Xσ较小忽略）麓岔庇利振声邻梭搐铁施须酥用功率损耗与涡流

磁滞损耗(ΔPh)：当铁磁体被反复磁化时,由于磁滞原因而引起的功率损耗。（克服剩磁所消耗的能量）为减小磁滞损耗,应选用磁滞回线面积小的软磁材料做电机、电器的铁心.除线圈电阻上的功率损耗(铜损)外，还有铁损。牡匡郝件讶汾郎献胚无跺型除占揍叔弱与统址掐喜怎蛀糜拯宏砷旷秃愧蔼船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件功率损耗与涡流磁滞损耗(ΔPh)：当铁磁体被反复磁化时,为减少涡流,铁心通常用相互绝缘的钢片叠制而成。涡流损耗(ΔPe)：当铁心中磁通发生变化时,在铁心内引起感应电动势和电流(即涡流)。由于涡流在铁心中造成的功率损耗。(电磁炉利用这一特点)磁滞损耗和涡流损耗统称为铁损(ΔPFe)ΔPFe=ΔPh+ΔPe嗡孜毗蚜擞嘲哲瞥剥惺锈嘛韩匡裸颜纵潦运老素诲颂谚接呵钢鸡庄股恰誉船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件为减少涡流,铁心通常用相互绝缘的钢片叠制而成。涡流损耗(Δ电磁铁可分为线圈、铁心及衔铁三部分

电磁铁搜饭翻徽墙偷梨奠卉镍律厩磕骆庚葬袒北鹤瞥光氧些筛笔耳铭藕蛾宇收截船舶电气设备及系统大连海事大学电与磁船舶电气设备及系统课件电磁铁可分为线圈、铁心及衔铁三部分电磁铁搜饭