电工技术基础讲解课程课件八

第七章磁路与铁心线圈电路§7.1磁场的基本物理量§7.2磁性材料的磁性能§7.3磁路及其基本定律§7.4交流铁心线圈电路§7.5变压器第七章磁路与铁心线圈电路一、磁感应强度（磁通密度）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）7.1磁场的基本物理量二、磁通单位：韦伯（Wb）B

单位：特斯拉（T）磁感应强度B与垂直与磁场方向的面积S的乘积，称为通过该面积的磁通。单位：伏秒三、磁场强度H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/米四、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，则称为磁性材料，则称为非磁性材料1.非线性大小BH(I)

2.磁饱和性HBBH

3.磁滞性根据磁性能，磁性材料又可分为三种：软磁材料（磁滞回线窄长。常用做磁头、磁心等）；永磁材料（磁滞回线宽。常用做永久磁铁）；矩磁材料（滞回线接近矩形。可用做记忆元件）。7.2磁性材料的磁性能磁路：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7.3磁路及其基本定律磁路的基本概念一.安培环路定律（全电流律）：

磁场中任何闭合回路磁场强度的线积分,等于通过这个闭合路径内电流的代数和。I1I2I3电流方向和磁场强度的方向符合右手定则的，电流取正；否则取负。

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NIHL：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：IN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称为磁阻磁路和电路的比较磁路电路磁通INR+_EI磁压降磁动势电动势电流电压降U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基尔霍夫电压定律基尔霍夫电流定律磁路与电路的比较电路R+_EI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7.4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.电磁关系电路方程：一般情况下很小交流激励线圈中产生感应电势：主磁通：漏磁通ui的感应电势和产生2.电压电流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ui交流磁路中磁阻对电流的影响电磁三铁吸三合过三程的三分析三：在吸三合过三程中三若外三加电三压不三变,三则三基本三不变三。iu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不变三，I不变三）(I随Rm变化三）（U不变三时，三基三本不三变）直流三磁路交流三磁路磁路小结（随Rm变化三）铁损PFe:磁滞三损耗三:Ph:由于三磁滞三回线三,交三变磁三化产三生。涡流三损耗Pe:铁心三中感三应的三电动三势和三电流三。克服三方法三:1.三磁滞三损耗三:三选用三软磁三材料三.2.三涡流三损耗三:采三用硅三钢片三,叠三加而三成3.三功三率损三耗铜损Pcu:——线圈电阻R上的损耗（）.铁心三线圈三交流三电路三的有三功功三率为三：变压三器功三能：变电压：电力系统变阻抗：电子电路中的阻抗匹配（如喇叭的输出变压器）

变电流：电流互感器

7.三5三变压三器发电厂1.05万伏输电线22万伏升压变电站1万伏降压变压三器应三用举三例…降压实验室380/220伏降压仪器36伏降压单相三变压三器铁芯原边绕组副边绕组结构三：7.三5.三1三变三压器三的工三作原三理变压器符号：电磁三关系三：N1N2N1N2空载三运行：原边三接入三电源三，副三边开路。接上交流电源原边电流i1等于励磁电流i10

产生感应电动势

i10产生磁通（交变）（方向符合右手定则）1.三电三压变三换结论三：改变三匝数三比，就三能改变三输出三电压。K为变比根据交流磁路的分析可得：时负载三运行三：Z副边三带负三载后三对磁三路的影响三：在三副边三感应三电压三的作用三下，三副边三线圈三中有三了电流i2。此电三流在三磁路三中也会三产生三磁通三，从三而影三响原三边电三流i1。但当三外加三电压三、频三率不三变时三，铁三芯中三主磁三通的三最大三值在三变压三器空三载或三有负三载时三基本三不变。带负三载后磁动三势的三平衡三式为：2.三电三流变三换结论三：原、三副边三电流三与匝三数成三反比由于变压器铁芯材料的导磁率高、空载励磁电流很小，可忽略。即：从原边等效：结论三：变压三器原三边的三等效三负载三，为三副边三所带三负载三乘以变比三的平三方。3.三阻三抗变三换例：扬声三器上三如何三得到三最大三输出三功率RsRL信号源设：信号电压的有效值:U1=50V;信号内阻：Rs=100;负载为扬声器，其等效电阻：RL=8。求：负载三上得三到的三功率解：（1）将负载直接接到信号源上，得到的输出功率为：Rs（2三）将三负载三通过三变压三器接三到信三号源三上。输出功率为：设变比则：结论三：由三此可三见，三加入三变压三器以三后，输出三功率三提高三了很三多。原因三是满三足了三电路三获得最大三输出三功率三的条件（RS=RL’）。副边输出电压和输出电流的关系。即：U2I2U20U20：原三边加三额定三电压三、副边三开路三时，三副边三的输出电三压。一般三供电三系统三希望三要硬三特性三（随I2的变三化，U2变化三不多三）7.三5.三2三变压三器的三外特三性为防三止涡三流损三失，三铁芯三一般三由一三片片三导磁三材料三叠成三(如三硅钢三片)三。变压器的损耗包括两部分：铜损(PCU)：绕组导线电阻所致。磁滞损失：磁滞现象引起铁芯发热，造成的损失。涡流损失：交变磁通在铁芯中产生的感应电流（涡流），造成的损失。铁损()：PFE7.三5.三3三变压三器的三损耗三与效三率()一.三自三耦变三压器ABP使用三时，三改变三滑动三端的三位置三，便三可得三到不三同的三输出三电压三。实三验室三中用三的调三压器三就是三根据三此原三理制三作的三。注意三：原三、副三边千三万不三能对三调使三用，以防三变压三器损三坏。三因为三N变三小时三，磁三通增三大，三电流三会迅三速增三加。7.三5.三4三特三殊变三压器三简介（调三压器三）二.三电压三互感三器：三用低三量程三的电三压表三测高三电压1.副边不能短路，以防产生过流；2.铁心、低压绕组的一端接地，以防在绝缘损时，在副边出现高压。使用注意：VR

N1（匝数多）保险丝

N2（匝数少）~u（被测电压）电压表被测三电压三=电三压表三读数N1/N2三.三电流三互感三器：三用低三量程三的电三流表三测大三电流（被测电流）N1（匝数少）N2（匝数多）ARi1i2电流表被测三电流三=电三流表三读数N2/N11.副边三不能三开路，以防产三生高三电压三；2.三铁三心、三低压三绕组三的一端三接三地，三以防三在绝缘三损坏三时，三在副边出三现过三压。使用三注意三事项三：当电三流流三入两三个线三圈(三或流三出）三时，三若产生三的磁三通方三向相三同，则两个三流入三端称三为同三极性三端（同三名端三）。三或者三说，三当铁三芯中三磁通三变化三（增三大或三减小三）时三，在三两线三圈中三产生三的感三应电三动势三极性三相同三的两三端为三同极三性端三。同极三性端三(同名三端)AXax**AXax**变压三器绕三组的三极性电器三使用三时两三种电三压（三22三0V三/1三10三V）三的切三换：22三0V三：联结三2三－三311三0V三：联结三1三－三3，三2三－4线圈三的接三法1324**22三0V：联三结三2三－3励磁两种三接法三下线三圈工三作情三况的三分析**132411三0V三：联三结三1三－3三，2三－三41,32,422三0V三：联三结三2三－31324**说明：两种接法下不变，所以铁芯磁路的设计相同励磁'问题三1：在1三10三V情况三下，三如果三只用三一个三绕组三（N），三行不三行？答：不行三（两三绕组三必须三并绕三）原边三有两三个相三同绕三组的三电源三变压三器（三22三0三/三11三0）三，使三用中三应注三意的三问题三：**13241,32,4N若两种接法铁芯中的磁通相等，则：问题三2：如果三两绕三组的三极性三端接三错，三结果三如何三？结论三：在极三性不三明确三时，三一定三要先三测定三极性三再通三电。答：有可三能烧三毁变三压器两个线圈中的磁通抵消烧毁感应电势电流

很大原因：**1324’方法三一：三交流三法AXax若说