电工技术8磁路课件

实际电路中有大量电感元件的线圈中有铁心。线圈通电后铁心就构成磁路，磁路又影响电路。因此电工技术不仅有电路问题，同时也有磁路问题。

磁路一、磁感应强度（磁通密度fluxdensity）与磁场方向相垂直的单位面积上通过的磁通（磁力线）。单位：韦伯1Tesla=104高斯B

的单位：特斯拉（Tesla）

6.1磁场的基本物理量

磁场的特性可用磁感应强度、磁通、磁场强度、磁

磁导率等几个物理量表示。

矢量

三、磁场强度H(magnetizingforce)磁场强度是计算磁场所用的物理量，其大小为磁感应强度和导磁率之比。单位：B

：特斯拉：亨/米：安/米（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，则称为磁性材料，则称为非磁性材料四、磁导率（Permeability）磁性材料主要是指由过渡元素铁、钴、镍极其合金等材料。分子电流和磁畴理论：分子中电子的绕核运动和自转将形成分子电流，分子电流将产生磁场，每个分子都相当于一个小磁铁。由于磁性物质分子的相互作用，使分子电流在局部形成有序排列而显示出磁性，这些小区域称为磁畴。6.2磁性材料的磁性能

磁性物质的磁化示意图(a)无外场，磁畴排列杂乱无章。(b)在外场作用下，磁畴排列逐渐进入有序化。磁性材料的磁性能

一、高导磁性

指磁性材料的磁导率很高，

r>>1，使其具有被强烈磁化的特性。二、磁饱和性

当外磁场（或励磁电流）增大到一定值时，磁性材料的全部磁畴的磁场方向都转向与磁场的方向一致，磁化磁场的磁感应强度BJ达到饱和值。高导磁性、磁饱和性、磁滞性、非线性磁化曲线

B和与H的关系注

当有磁性物质存在时B与H不成比例，与I也不成比例。

三、磁滞性characteristicsofhysteresis

当铁心线圈中通有交变电流（大小和方向都变化）时，铁心就受到交变磁化，电流变化时，B随H而变化，当H已减到零值时，但B未回到零，这种磁感应强度滞后于磁场强度变化的性质称磁性物质的磁滞性。磁性物质的分类根据滞回曲线和磁化曲线的不同，大致分成三类：(1)软磁材料其矫顽磁力较小，磁滞回线较窄。(铁心)(2)永磁材料其矫顽磁力较大，磁滞回线较宽。(磁铁)(3)矩磁材料其剩磁大而矫顽磁力小，磁滞回线为矩形。(记忆元件)HBHBHB铸铁、铸钢及硅钢片的磁化曲线铸铁铸钢硅钢片铸铁铸钢硅钢片磁路：主磁通所经过的闭合路径。i

线圈通入电流后，产生磁通，分主磁通和漏磁通。：主磁通

：漏磁通

铁心

（导磁性能好的磁性材料）线圈6.3磁路及其基本定律磁路的基本概念

在无分支的均匀磁路（磁路的材料和截面积相同，各处的磁场强度相等）中，安培环路定律可写成：磁路长度L

线圈匝数N

I

HL：称为磁压降。

NI：称为磁动势。一般用F表示。F=NI

总磁动势

在非均匀磁路（磁路的材料或截面积不同，或磁场强度不等）中，总磁动势等于各段磁压降之和。

例：I

N

对于均匀磁路磁路中的欧姆定律二.磁路的欧姆定律：则：INSL注：由于磁性材料是非线性的，磁路欧姆定律多用作定性分析，不做定量计算。令：Rm称为磁阻磁路的计算

在计算电机、电器等的磁路时，要预先给定铁心中的磁通（或磁感应强度），而后按照所给的磁通及磁路各段的尺寸和材料去求产生预定磁通所需的磁通势F＝NI。

计算均匀磁路要用磁场强度H，即NI＝Hl，

如磁路由不同的材料、长度和截面积的几段组成，则磁路由磁阻不同的几段串联而成。

NI＝H1l1＋H2l2＋＝（Hl）

解

磁路的平均长度为

l＝（（10＋15）／2）

＝39.2cm查铸钢的磁化曲线，当B＝0.9T时，

H1＝500A／m于是

H1l1＝195A空气隙中的磁场强度为

H0＝B0／0＝0.9／（4*10－7）＝7.2*105A/m有一环形铁心线圈，其内径为10cm，外径为15cm，铁心材料为铸钢。磁路中含有一空气气隙，其长度等于0.2cm。设线圈中通有1A电流，如要得到0.9T的磁感应强度，试求线圈匝数。例题6.1励磁电流：在磁路中用来产生磁通的电流励磁电流直流-------直流磁路

交流-------交流磁路磁路分析直流磁路交流磁路6.4交流铁心线圈电路

IU直流磁路的特点:直流磁路和电路中的恒压源类似直流电路中

E

固定

I

随R变化随变化

直流磁路中

F固定

一定一定磁动势F=IN

一定

磁通和磁阻成反比（线圈中没有反电动势）（R为线圈的电阻）一.直流磁路的分析

二.交流磁路的分析(交流铁心线圈电路)

：主磁通：漏磁通ui1.电磁关系假设

则

最大值有效值ui一定时磁动势IN随磁阻的变化而变化。当外加电压U、频率f

与线圈匝数N一定时，便基本不变。根据磁路欧姆定律，当交流磁路的特点:

交流磁路和电路中的恒流源类似交流磁路中：

固定

F随变化直流电路中：

IS固定

U

随R变化uiF

线圈

铁心

衔铁电磁铁是利用通电的铁心线圈吸引衔铁或保持某种机械零件、工件于固定位置的一种电器。电磁铁吸合过程的分析：在吸合过程中若外加电压不变，则基本不变

电磁铁吸合前(气隙大）

大

起动电流大

电磁铁吸合后(气隙小）

小

电流小

电磁铁

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。

注意：

电磁铁的吸力气隙截面积

气隙磁感应强度交流电磁铁中磁场是交变的，设交流电磁铁：铁心由硅钢片叠成，可减小铁损；其在吸合过程中，随着气隙的减小，磁阻减小，线圈的电感和感抗增大，因而电流逐渐减小。直流电磁铁：铁心用整块软钢制成；励磁电流仅与线圈电阻有关，不因气隙大小而变。则吸力为：平均值为：返回

交流磁路中磁阻对电流的影响

电磁铁吸合过程的分析：在吸合过程中若外加电压不变,则基本不变。i

u

电磁铁吸合前(气隙大）

大起动电流大电磁铁吸合后(气隙小）小电流小

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。

注意：(U不变，I不变）(I随Rm

变化）（

U不变时，基本不变）直流磁路交流磁路磁路小结