《电路课件附录》PPT课件.ppt

1、附录a磁路和铁芯线圈，本章重点，返回，4。铁磁物质的特性，重点：2。磁路基本定律，1。磁场和磁路的概念，3。恒定磁通磁路、a1磁场和磁路的计算。根据电磁场理论，磁场是由电流产生的，它与空间中电流的分布以及周围空间中磁介质的性质密切相关。描述磁场的基本物理量是磁感应强度和磁场强度。磁感应B，根据安培力定义B，安培已经通过大量实验确定了作用在恒流元件上的磁场的大小和方向：返回，磁感应强度或磁通量密度，定义，T(Wb/m2)，安培力，1T=104(GS)，根据洛伦兹力定义B，电流是电荷，下一个，前一个，返回，洛伦兹力，定义，3。磁通量连续性原理，它将磁场中通过给定曲面S的磁感应强度B的通量定义为磁通

2、量：Wb(韦伯)，下一个，前一个，返回，如果曲面S是闭合曲面，磁通量连续性原理，注意磁通量是标量。磁通量连续性原理表明磁力线是一条没有头和尾的闭合曲线，这是基于自然界中没有磁荷。Wb (Weber)，下一页，上一页，返回，几乎所有的气体、液体和固体，不管它们的内部结构如何，都会对磁场产生影响，表明所有的物质都是磁性的，但大多数介质都具有弱磁性，只有铁磁性物体具有强磁性。4。磁场强度h，被引入磁场以感受轻微的排斥力。所有有机化合物和大多数无机化合物都是抗磁性的。反物质，一种被引入磁场中的物质，感受到轻微的吸引力并向强磁场方向运动。铝和铜等金属是顺磁性的。顺磁性体，下一页，上一页，返回，铁磁体，一

3、种在磁场中感觉到强吸引力的物质(磁力是顺磁性物质的5000倍)。铁和磁铁矿是铁磁体。考虑到介质的磁化强度，引入了磁场强度h，磁化强度。对于线性均匀各向同性磁介质，磁化率、相对磁导率、下一页、上一页和返回。注意，0是真空中的磁导率，它满足真空介电常数和真空中光速的关系：顺磁性体和反磁性体的磁导率可以近似为0。铁磁体的磁导率是0的103-104倍，并且不是常数。5。安培环路定律，在磁场中，任何闭合的H线的积分等于通过由闭合路径定义的表面的传导电流的代数和：下一页，上一页，返回，注意，定律中电流I的正或负取决于电流的方向和积分环路的迂回方向是否符合正确的螺旋关系，如果是，它是正的，否则它是负的。6.

4、磁路的基本概念。由于铁磁材料的高磁导率，铁芯可以将磁感应通量集中在其内部。在工程中，由磁性材料(包括气隙)组成并能集中磁力线的整体称为磁路。铁芯中的磁场比周围空气中的磁场强得多；在有限的区域内，使用较小的电流可以获得更强的磁场；主磁通量远大于漏磁通量；下一页，上一页，返回，空心线圈磁场分布，下一页，上一页，返回，半闭合铁芯线圈磁场分布，闭合铁芯线圈磁场分布，下一页，上一页，返回，闭合铁芯线圈空间中的少量漏磁，下一页，上一页，返回，几种常见的磁路，下一页，上一页，返回，a由BH曲线描述，磁滞曲线，下一页，上一页，返回，磁滞回线，剩磁Br，当铁磁性被重复磁化时的B- H曲线通常通过实验方法获得。矫

5、顽力，矫顽力，磁场消除后铁磁体保留的剩余磁感应。铁磁材料完全消磁所需的反向磁场。基本mag，下一页，上一页，返回，2。铁磁性分类，软磁材料的磁滞回线窄而大，HC和Br小，断电后可立即消磁。比如硅钢和硅钢。低磁损耗，用于电机、变压器、整流器和继电器等电磁设备的铁芯。硬磁材料具有宽而小的磁滞回线、大的矫顽力和矫顽力以及磁化后的大剩磁。如铁氧体和钕铁硼。用于永磁电机、电表、电风扇、计算机存储器和其他设备中的永磁体。下一页，上一页，返回，a3磁路的基本定律，磁路的定律是磁通量连续性原理和安培环路定律的具体应用，它是以类似于电路定理的形式写成的，因此可以借用一些关于电路的概念和分析问题的方法。分析的假设

6、是漏磁很小，只考虑主磁通；因此，磁路定理的应用只是一种估计。磁芯中的磁通量平行于磁路的中心线，并且均匀分布。1.基尔霍夫磁路第一定律，磁通量连续性原理，通过磁路不同部分的结的磁通量的代数和等于零。该定律在电路形式上与KCL相似。下一页，上一页，返回，注意磁通量的参考方向，2。基尔霍夫磁路第二定律，安培环路定律，由磁路中磁性部分的中心线组成的环路上每个磁性部分的Hl的代数和等于中心线(环路)交叉链的磁动势的代数和。这条法律在形式上类似于KVL的电路。下一页、上一页和返回。当磁通量的参考方向和电流方向成正螺旋关系时，我取正，否则取负。注意，下一页，上一页，返回，磁势，磁阻，3。磁阻的概念，磁压力，

7、注意，磁阻类似于电路中的非线性电阻。由上述公式表示的磁阻是静态磁阻，并且直接计算磁阻是不方便的，因为它不是常数。磁路和电路之间的比较，磁压力Um=Rm，磁势Fm=Ni，磁路公式可以写成类似于电路公式的形式，电压力U=iR，电势，电流I，磁通量，磁导率，电导率，电阻，磁阻，磁路定理，下页，上一页，返回，磁路计算的问题，知道磁通量(或磁感应强度b)，找到所需的磁动势；给定磁动势，计算磁路中的磁通量。磁路计算的目的是在已知磁路结构、尺寸和材料的情况下，找出磁通和磁动势之间的关系。一般来说，有两种类型的问题：和，以及，磁阻与磁路的几何尺寸和磁导率有关。它是作为常数的线性磁路，以及作为磁场量的函数的非线

8、性磁路。请注意，空气间隙的边缘效应通常被忽略。例如，考虑边缘扩展效应(小气隙):下一页，上一页，返回，1。计算，例如，线性磁路的解，这是一个无分支的均匀磁路，下一页，上一页，返回，磁势，电流，磁压，下一页，上一页，返回，边栏，对称，解1，中间栏取一半，然后，磁阻，磁势，解2，下一页，上一页，返回，设置磁通量方向，并找到每个磁路的磁阻。众所周知，气隙中的磁通量为0，线圈的匝数为n，铁芯材料的磁导率为0，横截面积为S2和S1，因此尝试找出电流I，每个磁路的磁压力，示例，解决方案，下一页，上一页，返回，2。非线性磁路计算，例1，圆形磁路及其基本磁化曲线如图所示，平均磁路长度l=100厘米，横截面积A

9、=5平方厘米。如果需要产生210-4 Wb的磁通量，那么磁通量是多少磁路由两部分组成，其平均长度和面积分别为：气隙部分：下一页，上一页和返回。因为气隙的磁阻很大，所以可以暂时假设整个磁路的磁动势都用在气隙中，并计算磁通量的第一个暂定值。检查磁化曲线H1=1410 A/m，下一页，上一页，回到，进行第二、第三和第三次试验，直到误差小于给定值。每个试验值可以根据以下公式与前一个试验值相关：4试验结果、下一页、上一页、返回。交流磁通磁路简介交流磁通磁路计算复杂，应考虑磁饱和、磁滞和涡流的影响。1.磁滞损耗，在重复磁化循环期间铁芯中每单位体积的能量损耗是磁滞损耗。以下经验公式用于计算工程中的滞后损失。

10、下一页，上一页，上一页，上一页，在dt时间内，可以证明磁滞损耗等于磁滞回线被P到P线圈的感应电势包围的面积，电源确实工作，以及每单位体积的损耗。2.涡流损耗，涡流，当导体置于交变磁场中时，在垂直于磁场的曲面上将产生闭合的感应电流，即涡流。涡流的特征涡流是自由电子的定向运动，与传导电流具有相同的热效应，即产生涡流损耗。下一页，上一页，后一页，工程问题：叠片铁芯(电机、变压器、电抗器等)。)、电磁屏蔽、电磁炉等。都有涡流问题。涡流产生的磁场试图抵消原始磁场的变化。滞后效应和涡流使空间磁场的变化滞后于外加电流的变化。研究涡流问题(高频淬火、涡流热效应、磁悬浮、电磁振动、电磁屏蔽等)具有现实意义。)。

11、下一页，上一页，返回，变压器铁芯叠片中的涡流场分布。例如，使用电磁场理论计算层压薄板中的磁场和涡流：下一页、上一页和返回。得出的结论是，涡流的退磁效应使薄板中心的磁场最小化，这也称为磁的趋肤效应。在工程中，Bz/B0曲线用于表示材料的表皮度；以电工钢板为例，假设导电方向、下一页、上一页和返回，电流密度在板的左右两侧反向形成涡流，板表面的涡流密度大，中心为零。根据焦耳定律，体积V中的涡流损耗为：当集肤效应严重时。如果频率不变，钢板的厚度必须减小。如果采用涡流损耗，如果涡流损耗要降低Pe，必须降低(使用硅钢)，降低A(使用叠片)，并增加，但应考虑磁滞损耗。磁场与电流的关系，铁磁物质的B和H之间没有线性关系，因此磁路中的磁通量与激励电流之间也没有线性关系。当磁通量是正弦曲线时，激励电流是非正弦曲线。相反，当激励电流是正弦时，磁通量是非正弦的。下一页，上一页，上一页，下一页，上一页，下一页，上一页，下一页。当交流电通过铁芯线圈时，其中会有交变磁通量。核心线圈的电压和电流之间的关系