第六章磁路与铁心线圈电路

第六章磁路与铁心线圈电路第一页，共二十页，2022年，8月28日§6.1磁路及其分析方法◆磁场的基本物理量1、磁感应强度磁感应强度B是表示磁场空间某点的磁场强弱和方向的物理量，是矢量。大小：磁场方向相垂直的单位面积上通过的磁通（磁力线）。B的单位：特[斯拉]（T）的单位：韦伯第二页，共二十页，2022年，8月28日磁感应强度B在面积S上的通量积分称为磁通如果是均匀磁场，即磁场内各点磁感应强度的大小和方向均相同，且与面积S垂直，则该面积上的磁通为或故又可称磁感应强度的数值为磁通密度。2、磁通第三页，共二十页，2022年，8月28日表征各种材料导磁能力的物理量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3、磁导率（亨/米）7010π4×=m第四页，共二十页，2022年，8月28日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。4、磁场强度HmBH=单位B

：特斯拉：亨/米：安/米mH第五页，共二十页，2022年，8月28日◆磁路的分析方法主磁通通过铁心形成闭合的路径——磁路。i线圈通入电流后，产生磁通，分主磁通和漏磁通S。1、磁路第六页，共二十页，2022年，8月28日对于环形线圈F=NI为磁通势Rm为磁阻l为磁路的平均长度S为磁路的截面积2、基本定律IldHlå=òlSlBHlINmFm===mRFSlIN==mF/（磁路的欧姆定律）（安培环路定律）第七页，共二十页，2022年，8月28日磁路电路磁通势F电动势E磁通电流I磁感应强度B电流密度J磁阻Rm3、磁路与电路的比较R电阻RSlg=第八页，共二十页，2022年，8月28日一均匀闭合铁心线圈，匝数为300，铁心中磁感应强度为0.9T，磁路的平均长度为45cm,试求：(1)铁心材料为铸铁时线圈中的电流；(2)铁心材料为硅钢片时线圈中的电流。解：先从磁化曲线中查出磁场强度的H值，然后再计算电流。(1)H1=9000A/m，(2)H2=260A/m，可见由于所用铁心材料不同，要得到相同的磁感应强度，则所需要的磁动势或励磁电流是不同的。因此，采用高磁导率的铁心材料可使线圈的用铜量大为降低。例第九页，共二十页，2022年，8月28日§6.2交流铁心线圈电路（2）交流铁心线圈电路铁心线圈分为两种：（1）直流铁心线圈电路★电磁关系铁心线圈的交流电路第十页，共二十页，2022年，8月28日据KVL有：当为正弦量时，伏上式中的各量可视作正弦量，于是上式可用相量表示：uΦσeeσiΦN★电压电流关系seeiRu--=)dtdiL(eiRs---=)e(dtdiLiR-++=suuuR¢++=stUumwsin=··¢++=UjXRI)(s····¢++=UIjXUURs第十一页，共二十页，2022年，8月28日其中Xσ为漏磁感抗，R为线圈的电阻。设则tmwFFsin=)90sin()90sin(2cos00-=-=-=-=tEtfNtNdtdNemmmwwFpwFwF有效值为：由于R和Xσ很小，∴UR和Uσ与U/相比可忽略mmmfN44.42fN22EEFFp===····¢++=UIjXUURs··¢++=UjXRI)(s第十二页，共二十页，2022年，8月28日Bm为铁心中磁感应强度的最大值。S为铁心面积即··-»EUSfNBfNUmm44.444.4=»F★功率损耗★为防止涡流损失，铁芯一般由一片片导磁材料叠合而成。铜损Pcu：线圈电阻R上的功率损耗。铁损Pfe：在交变磁通的作用下，由磁滞和涡流产生的功率损耗。包括磁滞损耗Ph

和涡流损耗Pe。第十三页，共二十页，2022年，8月28日电磁关系§6.3变压器＋u1－－e1＋－es1＋FFs1iFs2+e2－＋es2－N2N1＋u2－1i2z★工作原理第十四页，共二十页，2022年，8月28日根据交流磁路的分析可得：E1＝4.44fN1m

E2＝4.44fN2m空载时副绕组的端电压◆改变匝数比，可得到不同的输出电压★电压变换第十五页，共二十页，2022年，8月28日由于变压器铁心的导磁率高，空载电流（i0）很小，可忽略。写成相量为◆变压器原、副绕组的电流与匝数成反比★电流变换∴第十六页，共二十页，2022年，8月28日◆变压器原边的等效负载，为副边所带负载乘以变比的平方。★阻抗变换第十七页，共二十页，2022年，8月28日（1）匝数比为信号源输出功率为如下图：交流信号源的电动势E＝120V,内阻R0＝800，负载电阻RL＝8（1）当RL折算到原边的等效电阻为R0时，求匝数比和信号源输出功率；（2）当将负载直接与信号源联接时，信号源输出多大功率？（2）当将负载直接接在信号源上时解：例第十八页，共二十页，2022年，8月28日当电流流入两个线圈(或流出）时，若产生的磁通方