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第1章 电磁学的基本知识 与基本定律,刘锦波 山东大学 控制科学与工程学院,第1章 预备知识 -电磁学的基本知识与基本定律,本章内容: 电磁学的基本知识与基本定律； 常用磁性材料（铁磁材料与永磁材料）及其特性。,1.1 电路的基本定律,基尔霍夫电流定律(KCL) 基尔霍夫电压定律（KVL）,1.2 磁场的基本知识,磁通密度（简称磁密）或磁感应度)B,图1.1 磁力线与电流之间的右螺旋关系,磁通量,(1-1),若对于均匀磁场，若B与S垂直，则,磁场强度H,(1-2),磁势：,磁链：,1.3 基本电磁定律,电生磁的基本定律安培环路定律 磁生电的基本定律法拉第电磁感应定律 电磁力定律 磁路的欧姆定律,1.3.1 电生磁的基本定律安培环路定律,(1-3),若闭合磁力线上 处处相等,则上式变为:,1.3.2 磁生电的基本定律法拉第电磁感应定律,(1-4),当磁通按正弦规律变化时，即:,则上式变为:,若取,为参考相量，则：,(1-5),图1.2 磁通与其感应电势的正方向假定,变压器电势：,图1.3 磁通与感应电势的相量图,(1-6),图1.4 感应电势与磁场、导体运动速度之间的右手定则,速度电势：,(1-7),图1.5 通电导体产生的电磁力与电流、磁场之间的左手定则,1.3.3 电磁力定律,1.3.4 磁路的欧姆定律,图1.6 变压器的简单磁路,对于均匀磁路：,式中，,定义为磁路的磁阻。磁阻的倒数:,又称为磁导。,1.3.4 磁路的欧姆定律,由于式(1-8)与电路的欧姆定律相似,故又称为磁路的欧姆定律。,(1-8),根据,和式（1-8）得：,上式给出了电感与结构参数以及磁性材料之间的关系式。,1.3.5 线圈电感,1.4 常用磁性材料及其特性,1.4.1 铁磁材料的磁化及磁滞回线,图1.10 铁磁材料的磁化,图1.11 磁性材料的磁滞回线,1.4.2 磁化曲线与饱和现象,图1.12 铁磁材料与非铁磁材料的磁化曲线,1.4.3 软磁材料与硬磁材料,图1.13 铁磁材料的磁滞回线,1.4.4 铁磁材料中的铁耗,图1.14 铁磁材料的涡流现象,磁滞损耗:,(1-9),涡流损耗:,(1-10),铁耗:,1.4.5 永久磁铁的去磁曲线与各种永磁材料的特点,图1.15 永磁电机的磁路示意图,图1.16 永久磁铁的去磁曲
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