磁路欧姆定律

磁路欧姆定律1第1页，课件共56页，创作于2023年2月§7-1

磁路的基本物理量和基本性质磁路：主磁通所经过的闭合路径。磁路的基本概念

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i铁心（导磁性能好的磁性材料）2第2页，课件共56页，创作于2023年2月一、磁路计算中的基本物理量1、磁感应强度B（磁通密度）1Tesla=104高斯B

的单位：特斯拉（Tesla）单位：韦伯磁通

与磁场方向相垂直的单位面积上通过的磁通（磁力线）均匀磁场是各点B

的大小相等，方向相同的磁场3第3页，课件共56页，创作于2023年2月2、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称为磁性材料称为非磁性材料4第4页，课件共56页，创作于2023年2月3、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5第5页，课件共56页，创作于2023年2月

二、铁磁材料的磁性能：1、磁导率高》1

磁化前磁化后外磁场铁磁材料的磁化磁畴磁畴结构在物质内部电子绕原子核旋转及电子本身自转形成了分子电流，这个电流会产生磁场。同时铁磁材料内部的分子之间有一种相互作用力，使得每个区域内的分子磁场具有相同的方向，组成许多小磁体，具有磁性，这些小磁体称为“磁畴”。6第6页，课件共56页，创作于2023年2月

2、磁饱和性线性区oa段：B随H线性增长；进入饱和区ab段：B增大缓慢；饱和区b点以后：B基本不变。B

—

磁感应强度H

—

磁场强度B=μHoH∝INBabB–Hμ—HB0–H7第7页，课件共56页，创作于2023年2月

3、磁滞性交变磁化时，B的变化滞后于H的变化的特性称为磁滞性。磁滞回线

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，常用做交流电机、变压器的铁心等）、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）。BH+Hm-Hm8第8页，课件共56页，创作于2023年2月三、铁损耗1、磁滞损耗：磁滞损耗与磁滞回线所围面积成正比。磁畴反复转向使铁心发热损耗，称为磁滞损耗。2、涡流损耗：交变磁场使铁心产生感应电动势和涡电流使铁心发热损耗，称为涡流损耗。iBBi为了减少涡流损耗，采用表面绝缘的硅钢片叠制铁心。9第9页，课件共56页，创作于2023年2月1.安培环路定律（全电流定律）：四、磁路的基本定律

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螺旋定则，电流取正；否则取负。10第10页，课件共56页，创作于2023年2月

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=NI11第11页，课件共56页，创作于2023年2月总磁动势

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：IN12第12页，课件共56页，创作于2023年2月对于均匀磁路磁路中的欧姆定律2、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13第13页，课件共56页，创作于2023年2月磁路和电路的比较（一）磁路电路INR+_EI磁通磁压降磁动势电压降电动势电流U14第14页，课件共56页，创作于2023年2月欧姆定律

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KVLKCL磁路与电路的比较(二)电路R+_EI15第15页，课件共56页，创作于2023年2月励磁电流：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五、磁路的分析如：直流电磁铁如：交流电磁铁16第16页，课件共56页，创作于2023年2月IU1、直流磁路特点:一定一定（线圈中没有反电动势）（R为线圈的电阻）1）磁动势F=IN一定（恒磁动势）2）IN一定时，磁通和磁阻成反比3）4）功率损耗无铁损耗线圈铁心衔铁17第17页，课件共56页，创作于2023年2月电路方程：一般情况下很小交流激励线圈中产生感应电势2、交流磁路：主磁通：漏磁通ui的感应电势和产生18第18页，课件共56页，创作于2023年2月ui假设则最大值有效值19第19页，课件共56页，创作于2023年2月当外加电压U、频率f与线圈匝数N一定时，便确定下来。根据磁路欧姆定律，当一定时磁动势IN随磁阻的变化而变化。交流磁路的特点:20第20页，课件共56页，创作于2023年2月交流磁路中磁阻对电流的影响交流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。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：21第21页，课件共56页，创作于2023年2月(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（随Rm变化）22第22页，课件共56页，创作于2023年2月§7-2

变压器

发电厂1.05万伏输电线11万伏22万伏……升压变电站1万伏降压…降压实验室380/220伏降压仪器36伏降压380伏23第23页，课件共56页，创作于2023年2月①高压直流输电损耗少，正受到世界各国的重视。②目前我国直流输电工程建设已进入快速发展时期。中国现已在建和近期即将开工建设的±500KV直流输电工程就有三峡左岸直流(300万千瓦)，三峡至广东直流(300万千瓦)，贵州至广东的直流(300万千瓦)；稍后开工的还有三峡右岸直流(300万千瓦)等。③作为大区互联的直流工程将有西北－华中、华北－华中、东北－华北等，很多输电工程将在2005年完成，并基本实现全国联网。为建立全国性统一开放，公平竞争，规范有序的电力市场和实现全国资源优化配置创造有利条件。④

2005年中国直流输电应在世界名列前茅。我国高压直流输电情况简介我国自20世纪50年代末就开始直流输电技术的研究，60年代在电科院建立起汞弧阀模拟装置。70年代在上海，完全依靠国内技术力量，利用报废的交流电缆线路，建立起31kV直流试验线路，开始了直流输电技术在我国的运用。

24第24页，课件共56页，创作于2023年2月一、变压器功能：变换电压：电力系统

变换阻抗：电子电路中的阻抗匹配

变换电流：电流互感器

二、变压器特点：静止电器设备、维护简单、运行可靠25第25页，课件共56页，创作于2023年2月三、变压器分类：1、单相B、三相B2、升压B、降压B3、双绕组B、三绕组B4、普通B、有载调压B5、干式B、油浸（jin）式B6、硅钢铁芯B、非晶合金B26第26页，课件共56页，创作于2023年2月四、变压器的基本结构闭合铁心原绕组（接电源）副绕组（接负载）闭合铁心：磁路部分高低压绕组：电路部分27第27页，课件共56页，创作于2023年2月五、工作原理变压器符号：工作过程：28第28页，课件共56页，创作于2023年2月空载运行：原边接入电源，副边开路。u20（

e、Φ

方向符合右手定则）29第29页，课件共56页，创作于2023年2月结论：改变匝数比，就能改变输出电压。K为变比原、副边电压关系

变压器工作原理（变换电压作用）30第30页，课件共56页，创作于2023年2月Z

在副边感应电势的作用下，副边线圈中有了电流i2

。此电流在磁路中也会产生磁通，从而影响原边电流i1。但当外加电压、频率不变时，铁芯中主磁通的最大值在变压器空载或有负载时基本不变

。变压器工作原理（变换电流作用）带负载后磁动势的平衡关系为：31第31页，课件共56页，创作于2023年2月结论：原、副边电流与匝数比成反比由于变压器铁芯材料的导磁率高、空载励磁电流i10很小，可忽略原、副边电流关系变压器工作原理（变换电流作用）32第32页，课件共56页，创作于2023年2月从原边等效：

结论：变压器原边的等效负载，为副边负载乘以变比的平方。

变压器工作原理（变换阻抗作用）等效33第33页，课件共56页，创作于2023年2月阻抗变换举例：扬声器上如何得到最大输出功率？已知：信号源电压的有效值:U1=50V;信号内阻：Rs=100

;负载为扬声器，其等效电阻：RL=8

。求：负载上得到的功率RsRL信号源U134第34页，课件共56页，创作于2023年2月（2）将负载通过变压器接到信号源上，使其阻抗匹配。输出功率为：设变比

则：RsU1阻抗变换举例：扬声器上如何得到最大输出功率？35第35页，课件共56页，创作于2023年2月六、三相变压器三相绕组高压绕组AX、BY、CZ低压绕组ax、by、cz接法可以接成星形（Y）或三角形（∆）。XYZABCabcxyz36第36页，课件共56页，创作于2023年2月YY/接法Y/YO接法YYO动力和照明混合负荷线电压的比值：动力负荷线电压的比值：37第37页，课件共56页，创作于2023年2月七、变压器的使用1.变压器的铭牌数据

额定电压：变压器副边开路（空载）时，原、副边绕组允许的电压值。三相变压器指线电压

额定电流：变压器满载运行时，原、副边绕组允许的电流值。三相变压器指线电流

额定容量（视在功率）传送功率的最大能力。（理想）单相：NNNNNIUIUS112233==三相：38第38页，课件共56页，创作于2023年2月容量SN

输出功率P2

原边输入功率P1

输出功率P2注意：变压器几个功率的关系效率功率因数容量：原边输入功率：输出功率：

39第39页，课件共56页，创作于2023年2月2.变压器的效率(

)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：交变磁通在铁心中产生的感应电流（涡流），造成的损失。铁损()：PFeP1P1-PCu-PFeP1P2=h=40第40页，课件共56页，创作于2023年2月3.变压器的外特性副边输出电压和输出电流的关系。即：U20：原边加额定电压、副边开路时的输出电压。一般供电系统希望要硬特性（随I2的变化，U2

变化不多）电压调整率：U2I2U20U2I2N41第41页，课件共56页，创作于2023年2月4.变压器绕组极性及连接方法同极性端(同名端)当电流流入两个线圈时，若产生的磁通方向相同，则两个流入端称为同极性端当铁芯中的磁通变化时，在两线圈中产生的感应电动势极性相同的两端为同极性端AXax··AXax··42第42页，课件共56页，创作于2023年2月电器使用时两种电压（220V/110V）的切换：220V：联结2－3110V：联结1－3，2－4线圈的接法1324··43第43页，课件共56页，创作于2023年2月220V：联结2－3励磁两种接法下线圈工作情况的分析··132444第44页，课件共56页，创作于2023年2月110V：联结1－3，2－4说明：两种接法下Φm不变，所以铁心磁路的设计相同励磁'两种接法下线圈工作情况的分析1324··'45第45页，课件共56页，创作于2023年2月问题1：在110V

情况下，如果只用一个绕组（N），行不行？答：不行（两绕组必须并绕）原边有两个相同绕组的电源变压器（220/110），使用中应注意的问题：··13241,32,4N正确接法若两种接法铁心中的磁通相等，则：因为：46第46页，课件共56页，创作于2023年2月问题2：如果两绕组的极性端接错，结果如何？结论：在极性不明确时，一定要先测定极性再通电。答：有可能烧毁变压器两个线圈中的磁通抵消烧毁原因：··1324

’原边有两个相同绕组的电源变压器（220/110），使用中应注意的问题：47第47页，课件共56页，创作于2023年2月方法一：交流法同极性端的测定方法1、把两个线圈的任意两端(2-4)连接,然后在1、2上加一小电压u

。2、分别测量：U12、U34、U131234V1234V结论若U13=U12-U34，说明1与3或2与4是同极性端

若U13=U12+U34，说明1与4或2与3是同极性端48第48页，课件共56页，创作于2023年2月方法二：直流法mA+_1234S+-设S闭合时i、

增加。感应电动势的方向，阻止

的增加。如果当

S闭合时，mA表正偏，则1－3为同极性端;结论如果当S

闭合时，mA表反偏，则1－4为同极性端e1e2同极性端的测定方法49第49页，课件共56页，创作于2023年2月自耦变压器ABP特殊变压器简介

使用时，改变滑动端的位置，便可得到不同的输出电压。实验室中用的调压器就是根据此原理制作的。50第50页，课件共56页，创作于2023年2月使用注意事项1、原、副边千万不能对调使用，否则会烧坏。2、应先将滑动头旋至零位后再接通电源，然后调输出电压至所需值。用毕，再回零位。3、公共端必须接中性线（零线）。否则，即使输出电压很低，人触及输出的任一端时，都有触电的危险。规定：安全变压器一定要用双绕组变压器。自耦变压器特殊变压器简介51第51页，课件共56页，创作于2023年2月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）电压表电压互感器特殊变压器简介用低量程的电压表测高电压52第52页，课件共56页，创作于2023年2月（被测电流）N1（匝数少）N2（匝数多）ARi1i2电流表1.副边不能开路，以防产生高电压；2.铁心、低压绕组的一端接地，以防在绝缘损坏时，在副边出现过压。使用注意：用低量程的电流表测大电流电流互感器特殊变压器简介53第53页，课件共56页，创作于2023年2月随着我国国民经济的迅速发展，对电力的需求也日益上长，作为输变电系统中的主要设备——变压器也得到了长足的发展为适应和满足市场需求，许多制造厂家不断地改进产品结构，提高产品性能，从国外引进先进的生产技术和装备，在新工艺材