电工电子技术基础--第六章.pdf

下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 第第第第6 6 6 6章章章章 磁路与铁心线圈电路磁路与铁心线圈电路磁路与铁心线圈电路磁路与铁心线圈电路 6 2 6 2 磁性材料的磁性能磁性材料的磁性能磁性材料的磁性能磁性材料的磁性能 6 5 6 5 变压器变压器变压器变压器 6 6 6 6 电磁铁电磁铁电磁铁电磁铁 6 1 6 1 磁场的基本物理量磁场的基本物理量磁场的基本物理量磁场的基本物理量 6 3 6 3 磁路及其基本定律磁路及其基本定律磁路及其基本定律磁路及其基本定律 6 4 6 4 交流铁心线圈电路交流铁心线圈电路交流铁心线圈电路交流铁心线圈电路 PDF created with pdfFactory Pro trial version 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 2 2 了解变压器的基本结构 工作原理 运行特性和了解变压器的基本结构 工作原理 运行特性和了解变压器的基本结构 工作原理 运行特性和了解变压器的基本结构 工作原理 运行特性和 绕组的同极性端 理解变压器额定值的意义 绕组的同极性端 理解变压器额定值的意义 绕组的同极性端 理解变压器额定值的意义 绕组的同极性端 理解变压器额定值的意义 3 3 掌握变压器电压 电流和阻抗变换作用 掌握变压器电压 电流和阻抗变换作用 掌握变压器电压 电流和阻抗变换作用 掌握变压器电压 电流和阻抗变换作用 4 4 了解三相电压的变换方法 了解三相电压的变换方法 了解三相电压的变换方法 了解三相电压的变换方法 本章要求 本章要求 本章要求 本章要求 第第第第6 6章章章章 磁路与铁心线圈电路磁路与铁心线圈电路磁路与铁心线圈电路磁路与铁心线圈电路 5 5 了解电磁铁的基本工作原理及其应用知识 了解电磁铁的基本工作原理及其应用知识 了解电磁铁的基本工作原理及其应用知识 了解电磁铁的基本工作原理及其应用知识 1 1 理解磁场的基本物理量的意义 了解磁性材料的理解磁场的基本物理量的意义 了解磁性材料的理解磁场的基本物理量的意义 了解磁性材料的理解磁场的基本物理量的意义 了解磁性材料的 基本知识及磁路的基本定律 会分析计算交流铁基本知识及磁路的基本定律 会分析计算交流铁基本知识及磁路的基本定律 会分析计算交流铁基本知识及磁路的基本定律 会分析计算交流铁 心线圈电路 心线圈电路 心线圈电路 心线圈电路 PDF created with pdfFactory Pro trial version 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 6 16 1 磁场的基本物理量磁场的基本物理量磁场的基本物理量磁场的基本物理量 6 1 16 1 1 磁感应强度磁感应强度磁感应强度磁感应强度 磁感应强度磁感应强度磁感应强度磁感应强度B B 表示磁场内某点磁场强弱和方向的物理量 表示磁场内某点磁场强弱和方向的物理量 表示磁场内某点磁场强弱和方向的物理量 表示磁场内某点磁场强弱和方向的物理量 磁感应强度磁感应强度磁感应强度磁感应强度B B的大小的大小的大小的大小 磁感应强度磁感应强度磁感应强度磁感应强度B B的方向的方向的方向的方向 与电流的方向之与电流的方向之间符合右手螺旋间符合右手螺旋定定则则 与电流的方向之与电流的方向之间符合右手螺旋间符合右手螺旋定定则则 lI F B 磁感应强度磁感应强度磁感应强度磁感应强度B B的的单位单位的的单位单位 特特斯拉斯拉特特斯拉斯拉 T T 1 1T 1Wb mT 1Wb m 2 2 均匀均匀磁场磁场均匀均匀磁场磁场 各各点磁感应强度大小相点磁感应强度大小相等等 方向相同的 方向相同的各各点磁感应强度大小相点磁感应强度大小相等等 方向相同的 方向相同的 磁场 磁场 也称也称磁场 磁场 也称也称匀匀强磁场强磁场匀匀强磁场强磁场 PDF created with pdfFactory Pro trial version 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 6 1 26 1 2 磁磁通通磁磁通通 磁磁通通磁磁通通 穿过垂直于穿过垂直于穿过垂直于穿过垂直于B B方向的方向的面积面积方向的方向的面积面积S S中中的磁的磁力力线总线总中中的磁的磁力力线总线总 数数 数数 说明说明说明说明 如果不是均匀如果不是均匀如果不是均匀如果不是均匀磁场 磁场 则取则取磁场 磁场 则取则取B B的的平均平均的的平均平均 值 值 值 值 在在在在均匀均匀磁场磁场中中均匀均匀磁场磁场中中 B S B S 或或或或 B B S S 磁感应强度磁感应强度磁感应强度磁感应强度B B在数在数值上值上可以看成为可以看成为与磁场方向与磁场方向垂直垂直在数在数值上值上可以看成为可以看成为与磁场方向与磁场方向垂直垂直 的的单位面积所通过单位面积所通过的磁的磁通通的的单位面积所通过单位面积所通过的磁的磁通通 故又称故又称故又称故又称磁磁通密通密度度磁磁通密通密度度 磁磁通通磁磁通通 的的单位单位的的单位单位 韦韦韦韦 伯伯伯伯 WbWb 1Wb 1V1Wb 1V s s 7 1 37 1 3 磁场强度磁场强度磁场强度磁场强度 磁场强度磁场强度磁场强度磁场强度HH 介质中介质中某点的磁感应强度某点的磁感应强度介质中介质中某点的磁感应强度某点的磁感应强度 B B 与与介质介质与与介质介质 磁磁导率导率磁磁导率导率 之之比比 之之比比 磁场强度磁场强度磁场强度磁场强度HH的的单位单位的的单位单位 安培安培安培安培 米 米 米 米 A mA m B H PDF created with pdfFactory Pro trial version 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 任任意意选选定一定一个闭合个闭合回线的回线的围围绕方向 绕方向 凡是凡是电流方电流方任任意意选选定一定一个闭合个闭合回线的回线的围围绕方向 绕方向 凡是凡是电流方电流方 向与向与闭合闭合回线回线围围绕方向之绕方向之间符合右螺旋间符合右螺旋定定则则的电流的电流向与向与闭合闭合回线回线围围绕方向之绕方向之间符合右螺旋间符合右螺旋定定则则的电流的电流 作作为正为正 反反之之为负为负 作作为正为正 反反之之为负为负 式中式中 式中式中 是是磁场强度磁场强度矢矢量量沿任沿任意意闭合闭合是是磁场强度磁场强度矢矢量量沿任沿任意意闭合闭合 线线线线 常取常取磁磁通通作作为闭合为闭合回线回线常取常取磁磁通通作作为闭合为闭合回线回线 的线的线积积分 分 的线的线积积分 分 lH d I I 是穿过闭合是穿过闭合回线回线所围面积所围面积的电流的的电流的代数代数和 和 是穿过闭合是穿过闭合回线回线所围面积所围面积的电流的的电流的代数代数和 和 安培环安培环路定律路定律安培环安培环路定律路定律电流电流正负正负的的规规定定电流电流正负正负的的规规定定 IlH d 安培环安培环路定律路定律 全 全电流定律电流定律 安培环安培环路定律路定律 全 全电流定律电流定律 I I1 1 HH I I2 2 安培环安培环路定律路定律将将安培环安培环路定律路定律将将电流与磁场强度电流与磁场强度联系起来联系起来 电流与磁场强度电流与磁场强度联系起来联系起来 在在在在均匀均匀磁场磁场中中均匀均匀磁场磁场中中 Hl IN Hl IN l IN H 或或 PDF created with pdfFactory Pro trial version 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 例例例例 环形环形线圈线圈如图如图 其 其中媒质是均匀中媒质是均匀的 的 环形环形线圈线圈如图如图 其 其中媒质是均匀中媒质是均匀的 的 试试计算计算试试计算计算 线线线线 圈内圈内部各部各点的磁场强度 点的磁场强度 圈内圈内部各部各点的磁场强度 点的磁场强度 解解解解 取取磁磁通通作作为闭合为闭合回线 回线 以以取取磁磁通通作作为闭合为闭合回线 回线 以以 其其其其 方向作方向作为为回线的回线的围围绕方向 绕方向 则有则有 方向作方向作为为回线的回线的围围绕方向 绕方向 则有则有 xHlHlHxxx 2d NII NIx2Hx IlH d S S x x HH x x I I N N匝匝匝匝 PDF created with pdfFactory Pro trial version 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 线圈线圈匝数匝数与电流的与电流的乘积乘积线圈线圈匝数匝数与电流的与电流的乘积乘积NINI 称为称为称为称为磁磁通势通势磁磁通势通势 用 用字母字母 用 用字母字母 F F 表示 表示 则有则有表示 表示 则有则有 F NIF NI 磁磁通由通由磁磁通势产通势产生生 磁 磁通势通势的的单位是安单位是安磁磁通由通由磁磁通势产通势产生生 磁 磁通势通势的的单位是安单位是安 培培培培 式中式中 式中式中 N N 线圈线圈匝数匝数 线圈线圈匝数匝数 l l x x 2 2 x x是是是是半径半径为为半径半径为为x x的的圆周长圆周长 的的圆周长圆周长 HH x x 半径半径半径半径x x处处的磁场强度 的磁场强度 处处的磁场强度 的磁场强度 NI NI 为为线圈线圈匝数匝数与电流的与电流的乘积乘积 为为线圈线圈匝数匝数与电流的与电流的乘积乘积 x x l NI x2 NI H 故故得得 故故得得 S S x x HH x x I I N N匝匝匝匝 PDF created with pdfFactory Pro trial version 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 真空真空的磁的磁导率为常数导率为常数 用 用真空真空的磁的磁导率为常数导率为常数 用 用 0 0 表示 表示 有有 表示 表示 有有 6 1 46 1 4 磁磁导率导率磁磁导率导率 磁磁导率导率磁磁导率导率 表示磁场表示磁场媒质媒质磁性的物理量 磁性的物理量 衡衡量物量物质质表示磁场表示磁场媒质媒质磁性的物理量 磁性的物理量 衡衡量物量物质质 的的导导磁能磁能力力的的导导磁能磁能力力 H m10 4 7 0 相相对对磁磁导率导率相相对对磁磁导率导率 r r 任任一一种种物物质质的磁的磁导率导率任任一一种种物物质质的磁的磁导率导率 和和真空真空的磁的磁导率导率和和真空真空的磁的磁导率导率 0 0 的的比比值值的的比比值值 0 r 磁磁导率导率磁磁导率导率 的的单位单位 的的单位单位 亨亨亨亨 米 米 米 米 H mH m 0 B B H H 0 PDF created with pdfFactory Pro trial version 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 例例 例例 环形环形线圈线圈如图如图 其 其中媒质是均中媒质是均环形环形线圈线圈如图如图 其 其中媒质是均中媒质是均 匀匀的 磁的 磁导率为导率为匀匀的 磁的 磁导率为导率为 试试计算线圈内计算线圈内试试计算线圈内计算线圈内 部各部各点的磁感应强度 点的磁感应强度 部各部各点的磁感应强度 点的磁感应强度 解 解 解 解 半径半径为为半径半径为为x x处处各各点的磁场强度点的磁场强度为为处处各各点的磁场强度点的磁场强度为为 x x l NI H 故故相应点磁感应强度相应点磁感应强度为为故故相应点磁感应强度相应点磁感应强度为为 x xx l NI HB S S x x HH x x I I N N匝匝匝匝 由由上上例可例可见见由由上上例可例可见见 磁场内某点的磁场强度磁场内某点的磁场强度磁场内某点的磁场强度磁场内某点的磁场强度 H H 只只与电流与电流只只与电流与电流 大小 线圈大小 线圈匝数匝数 以以及及该该点的点的几何几何位位置置有有关关 与磁 与磁大小 线圈大小 线圈匝数匝数 以以及及该该点的点的几何几何位位置置有有关关 与磁 与磁 场场媒质媒质的磁性的磁性场场媒质媒质的磁性的磁性 无关无关 无关无关 而而磁感应强度磁感应强度而而磁感应强度磁感应强度 B B 与磁场与磁场媒媒与磁场与磁场媒媒 质质的磁性的磁性有有关关 质质的磁性的磁性有有关关 PDF created with pdfFactory Pro trial version 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 6 1 5 6 1 5 物物质质的磁性的磁性物物质质的磁性的磁性 1 1 非非磁性物磁性物质质非非磁性物磁性物质质 非非磁性物磁性物质质分分子子电流的磁场方向电流的磁场方向杂乱无杂乱无章 章 几乎几乎非非磁性物磁性物质质分分子子电流的磁场方向电流的磁场方向杂乱无杂乱无章 章 几乎几乎 不不受外受外磁场的磁场的影响而互影响而互相相抵消抵消 不不具具有有磁磁化化特性 特性 不不受外受外磁场的磁场的影响而互影响而互相相抵消抵消 不不具具有有磁磁化化特性 特性 非非磁性材料的磁磁性材料的磁导率导率都都是常数是常数 有有 非非磁性材料的磁磁性材料的磁导率导率都都是常数是常数 有有 所以所以磁磁通通所以所以磁磁通通 与与产产生此生此磁磁通通的电流的电流与与产产生此生此磁磁通通的电流的电流 I I 成正比成正比 呈呈成正比成正比 呈呈 线性线性关关系系 线性线性关关系系 当当磁场磁场媒质是媒质是非非磁性材料磁性材料时时 有有 当当磁场磁场媒质是媒质是非非磁性材料磁性材料时时 有有 即即即即 B B与与与与 H H 成正比成正比 呈呈线性线性关关系系 成正比成正比 呈呈线性线性关关系系 由于由于由于由于 l NI H S B O O HH B B 0 0 r r 1 1 B B 0 0 H H I I PDF created with pdfFactory Pro trial version 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 2 2 磁性物磁性物质质磁性物磁性物质质 磁性物磁性物质质内内部形成部形成许多许多小小区域区域 其分 其分子子间间存存在在的的磁性物磁性物质质内内部形成部形成许多许多小小区域区域 其分 其分子子间间存存在在的的 一一种种特特殊殊的作用的作用力力使每使每一一区域区域内的分内的分子子磁场磁场排列整排列整一一种种特特殊殊的作用的作用力力使每使每一一区域区域内的分内的分子子磁场磁场排列整排列整 齐齐 显显示磁性 示磁性 称称这些这些小小区域区域为为磁磁畴畴 齐齐 显显示磁性 示磁性 称称这些这些小小区域区域为为磁磁畴畴 在在外外磁场作用下 磁磁场作用下 磁畴畴方向方向发生发生变变化化 使使之与之与外外在在外外磁场作用下 磁磁场作用下 磁畴畴方向方向发生发生变变化化 使使之与之与外外 磁场方向磁场方向趋趋于于一一致致 物 物质质整体显整体显示示出出磁性磁性来来 称为称为磁场方向磁场方向趋趋于于一一致致 物 物质质整体显整体显示示出出磁性磁性来来 称为称为 磁磁化化 即即磁磁化化 即即磁性物磁性物质质能能被被磁磁化化 磁性物磁性物质质能能被被磁磁化化 磁磁磁磁 畴畴畴畴 外外外外 磁磁磁磁 场场场场 在在没没有有外外磁场作用的磁场作用的普普通通磁性物磁性物质中质中 各个各个磁磁畴畴在在没没有有外外磁场作用的磁场作用的普普通通磁性物磁性物质中质中 各个各个磁磁畴畴 排列杂乱无排列杂乱无章 磁场章 磁场互互相相抵消抵消 整体对外整体对外不不显显磁磁排列杂乱无排列杂乱无章 磁场章 磁场互互相相抵消抵消 整体对外整体对外不不显显磁磁 性 性 性 性 磁磁磁磁 畴畴畴畴 PDF created with pdfFactory Pro trial version 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 6 26 2 磁性材料的磁性能磁性材料的磁性能磁性材料的磁性能磁性材料的磁性能 6 2 16 2 1高高导导磁性磁性高高导导磁性磁性 磁性材料的磁磁性材料的磁导率通常导率通常都很高都很高 即即磁性材料的磁磁性材料的磁导率通常导率通常都很高都很高 即即 r r 1 1 如如坡坡如如坡坡 莫莫合合金金 其 其莫莫合合金金 其 其 r r 可可达达可可达达 2 2 10105 5 磁性材料磁性材料磁性材料磁性材料能能被被强强烈烈的磁的磁化化 能能被被强强烈烈的磁的磁化化 具具有有很高很高的的导导磁性磁性具具有有很高很高的的导导磁性磁性 能 能 能 能 磁性材料磁性材料主主要要指指铁 铁 镍镍 钴钴及其及其合合金金等等 磁性材料磁性材料主主要要指指铁 铁 镍镍 钴钴及其及其合合金金等等 磁性物磁性物质质的的高高导导磁性磁性被广泛地被广泛地应用应用于于电工电工设备设备磁性物磁性物质质的的高高导导磁性磁性被广泛地被广泛地应用应用于于电工电工设备设备 中中 如如电电机机 变压器及 变压器及各各种种铁磁铁磁元件元件的线圈的线圈中中都都中中 如如电电机机 变压器及 变压器及各各种种铁磁铁磁元件元件的线圈的线圈中中都都 放放有有铁心 铁心 放放有有铁心 铁心 磁性物磁性物质质的的高高导导磁性磁性被广泛地被广泛地应用应用于于电工电工设备设备磁性物磁性物质质的的高高导导磁性磁性被广泛地被广泛地应用应用于于电工电工设备设备 中中 如如电电机机 变压器及 变压器及各各种种铁磁铁磁元件元件的线圈的线圈中中都都中中 如如电电机机 变压器及 变压器及各各种种铁磁铁磁元件元件的线圈的线圈中中都都 放放有有铁心 铁心 在在这种这种放放有有铁心 铁心 在在这种这种具具有有铁心的线圈铁心的线圈中通中通入入不不太太大大具具有有铁心的线圈铁心的线圈中通中通入入不不太太大大 的的励励磁电流 磁电流 便便可以产可以产生较生较大的磁大的磁通通和磁感应强和磁感应强的的励励磁电流 磁电流 便便可以产可以产生较生较大的磁大的磁通通和磁感应强和磁感应强 度 度 度 度 PDF created with pdfFactory Pro trial version 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 磁性物磁性物质由于质由于磁磁化化所产所产生生的磁的磁化化磁场磁场不不会会随着随着磁性物磁性物质由于质由于磁磁化化所产所产生生的磁的磁化化磁场磁场不不会会随着随着 外外磁场的磁场的增增强强而无限而无限的的增增强 强 外外磁场的磁场的增增强强而无限而无限的的增增强 强 6 2 26 2 2 磁磁饱饱和性和性磁磁饱饱和性和性 B BJ J 磁场内磁性物磁场内磁性物质质的磁的磁化化磁场磁场磁场内磁性物磁场内磁性物质质的磁的磁化化磁场磁场 的磁感应强度的磁感应强度曲曲线 线 的磁感应强度的磁感应强度曲曲线 线 B B 0 0 磁场内磁场内不不存存在在磁性物磁性物质质时时的的磁场内磁场内不不存存在在磁性物磁性物质质时时的的 磁感应强度磁感应强度直直线 线 磁感应强度磁感应强度直直线 线 B B B B J J 曲曲线和线和曲曲线和线和B B 0 0 直直线的线的纵坐标纵坐标相相直直线的线的纵坐标纵坐标相相 加加即即磁场的磁场的加加即即磁场的磁场的 B B HH 磁磁化化曲曲线 线 磁磁化化曲曲线 线 O O HH B B B B0 0 B BJ J B B a a b b 磁磁化化曲曲线线磁磁化化曲曲线线 磁性物磁性物质由于质由于磁磁化化所产所产生生的磁的磁化化磁场磁场不不会会随着随着磁性物磁性物质由于质由于磁磁化化所产所产生生的磁的磁化化磁场磁场不不会会随着随着 外外磁场的磁场的增增强强而无限而无限的的增增强 强 当外当外磁场磁场增增大大到到一定一定外外磁场的磁场的增增强强而无限而无限的的增增强 强 当外当外磁场磁场增增大大到到一定一定 程程度度时时 磁性物 磁性物质质的的全部全部磁磁畴畴的磁场方向的磁场方向都都转转向与向与程程度度时时 磁性物 磁性物质质的的全部全部磁磁畴畴的磁场方向的磁场方向都都转转向与向与 外外部部磁场方向一磁场方向一致致 磁 磁化化磁场的磁感应强度磁场的磁感应强度将将趋趋向向外外部部磁场方向一磁场方向一致致 磁 磁化化磁场的磁感应强度磁场的磁感应强度将将趋趋向向 某一定值 某一定值 如图如图 某一定值 某一定值 如图如图 PDF created with pdfFactory Pro trial version 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 B B HH 磁磁化化曲曲线的特线的特征征 磁磁化化曲曲线的特线的特征征 O O a a段段 段段 B B 与与与与HH几乎几乎成正比成正比地增地增加加 几乎几乎成正比成正比地增地增加加 abab段段 段段 B B 的的增增加缓慢加缓慢下下来来 的的增增加缓慢加缓慢下下来来 b b点点以以后后 点点以以后后 B B增增加加很很少少 达达到饱到饱增增加加很很少少 达达到饱到饱 和 和 和 和 O O HH B B B B0 0 B BJ J B B a a b b 有有磁性物磁性物质质存存在在时时 有有磁性物磁性物质质存存在在时时 B B 与与与与 HH不成不成不成不成 正比正比 磁性物 磁性物质质的磁的磁导率导率正比正比 磁性物 磁性物质质的磁的磁导率导率 不是常不是常不是常不是常 数数 随随数数 随随HH而而变 变 而而变 变 有有磁性物磁性物质质存存在在时时 有有磁性物磁性物质质存存在在时时 与与与与 I I 不成不成不成不成 正比正比 正比正比 磁性物磁性物质质的磁的磁化化曲曲线线在在磁路计磁路计磁性物磁性物质质的磁的磁化化曲曲线线在在磁路计磁路计 算上极算上极为为重重要 其要 其为为非非线性线性曲曲算上极算上极为为重重要 其要 其为为非非线性线性曲曲 线 线 实际实际中通过中通过实验实验得出得出线 线 实际实际中通过中通过实验实验得出得出 O O HH B B B B 磁磁化化曲曲线线磁磁化化曲曲线线 B B和和和和 与与与与HH的的关关系系的的关关系系 PDF created with pdfFactory Pro trial version 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 6 2 36 2 3 磁磁滞滞性性磁磁滞滞性性 磁性材料磁性材料在在交变磁场交变磁场中反中反复复磁磁化化 其 其磁性材料磁性材料在在交变磁场交变磁场中反中反复复磁磁化化 其 其B B HH关关系系曲曲线线关关系系曲曲线线 是是一一条条回回形闭合形闭合曲曲线 线 称为称为是是一一条条回回形闭合形闭合曲曲线 线 称为称为磁磁滞滞回线回线磁磁滞滞回线回线 磁磁滞滞性 性 磁磁滞滞性 性 磁性材料磁性材料中中磁性材料磁性材料中中磁感应强度磁感应强度磁感应强度磁感应强度B B的变的变化化总总是是滞后滞后于于的变的变化化总总是是滞后滞后于于 外外磁场变磁场变化化的性的性质质 外外磁场变磁场变化化的性的性质质 磁磁滞滞回线回线磁磁滞滞回线回线 O O HH B B B Br r HH c c 剩剩磁感应强度磁感应强度剩剩磁感应强度磁感应强度B B r r 剩剩磁磁剩剩磁磁 当当线圈线圈中中电流电流减减小小到零到零当当线圈线圈中中电流电流减减小小到零到零 HH 0 0 时时 铁心 铁心中中的磁感应强度 的磁感应强度 时时 铁心 铁心中中的磁感应强度 的磁感应强度 矫顽矫顽磁磁力力矫顽矫顽磁磁力力HH c c 使使使使 B B 0 0 所所需需的的所所需需的的 H H 值 值 值 值 磁性物磁性物质不质不同 其磁同 其磁滞滞回线回线磁性物磁性物质不质不同 其磁同 其磁滞滞回线回线 和磁和磁化化曲曲线线也不也不同 同 和磁和磁化化曲曲线线也不也不同 同 PDF created with pdfFactory Pro trial version 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 几种几种常常见见磁性物磁性物质质的磁的磁化化曲曲线线几种几种常常见见磁性物磁性物质质的磁的磁化化曲曲线线 a a 铸铸铁铁铸铸铁铁b b 铸钢铸钢铸钢铸钢c c 硅钢硅钢硅钢硅钢片片片片 O O 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 1 00 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 1 0 1010 3 3 HH A m A m HH A m A m 1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 1010 3 3 B B T T 1 81 8 1 61 6 1 41 4 1 21 2 1 01 0 0 80 8 0 60 6 0 40 4 0 20 2 a a b b a a b b c c c c PDF created with pdfFactory Pro trial version 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 按按磁性物磁性物质质的磁性能 磁性材料分的磁性能 磁性材料分为为三三种种类型类型 按按磁性物磁性物质质的磁性能 磁性材料分的磁性能 磁性材料分为为三三种种类型类型 1 1 软软磁材料磁材料软软磁材料磁材料 具具有有较较小的小的矫顽矫顽磁磁力力 磁 磁滞滞回线回线较较窄窄 具具有有较较小的小的矫顽矫顽磁磁力力 磁 磁滞滞回线回线较较窄窄 一一般般用用一一般般用用 来来制造制造电电机机 电器及变压器 电器及变压器等等的铁心 的铁心 常常用的用的有有铸铸来来制造制造电电机机 电器及变压器 电器及变压器等等的铁心 的铁心 常常用的用的有有铸铸 铁 铁 硅钢硅钢 坡莫坡莫合合金即金即铁铁氧氧体体等等 铁 铁 硅钢硅钢 坡莫坡莫合合金即金即铁铁氧氧体体等等 2 2 永永磁材料磁材料永永磁材料磁材料 具具有有较较大的大的矫顽矫顽磁磁力力 磁 磁滞滞回线回线较较宽宽 具具有有较较大的大的矫顽矫顽磁磁力力 磁 磁滞滞回线回线较较宽宽 一一般般用用一一般般用用 来来制造永久制造永久磁铁 磁铁 常常用的用的有有碳钢碳钢及铁及铁镍镍铝铝钴钴合合金金来来制造永久制造永久磁铁 磁铁 常常用的用的有有碳钢碳钢及铁及铁镍镍铝铝钴钴合合金金 等等 等等 3 3 矩矩磁材料磁材料矩矩磁材料磁材料 具具有有较较小的小的矫顽矫顽磁磁力力和和较较大的大的剩剩磁 磁磁 磁滞滞回线回线具具有有较较小的小的矫顽矫顽磁磁力力和和较较大的大的剩剩磁 磁磁 磁滞滞回线回线 接近矩接近矩形形 稳稳定性定性良好良好 接近矩接近矩形形 稳稳定性定性良好良好 在在计算计算机机和和控制控制系系统统中中用用在在计算计算机机和和控制控制系系统统中中用用 作作记忆记忆元件元件 开开关元件关元件和和逻辑逻辑元件元件 常常用的用的有有镁锰镁锰作作记忆记忆元件元件 开开关元件关元件和和逻辑逻辑元件元件 常常用的用的有有镁锰镁锰 铁铁氧氧体体等等 铁铁氧氧体体等等 PDF created with pdfFactory Pro trial version 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 6 3 6 3 磁路及其基本定律磁路及其基本定律磁路及其基本定律磁路及其基本定律 6 3 1 6 3 1 磁路的磁路的概念概念磁路的磁路的概念概念 在在电电机机 变压器及 变压器及各各种种铁磁铁磁元件元件中常中常用磁性材料用磁性材料在在电电机机 变压器及 变压器及各各种种铁磁铁磁元件元件中常中常用磁性材料用磁性材料 做做成成一定一定形形状状的铁心 铁心的磁的铁心 铁心的磁导率比导率比周周围围空空气气或或做做成成一定一定形形状状的铁心 铁心的磁的铁心 铁心的磁导率比导率比周周围围空空气气或或 其其它它物物质质的磁的磁导率导率高高的的多多 其其它它物物质质的磁的磁导率导率高高的的多多 磁磁通通的的绝绝大大部部分分经经过过铁铁磁磁通通的的绝绝大大部部分分经经过过铁铁 心心形成闭合通形成闭合通路 磁路 磁通通的的闭合闭合路路径径称为称为磁路 磁路 心心形成闭合通形成闭合通路 磁路 磁通通的的闭合闭合路路径径称为称为磁路 磁路 N If N S S 直直流电流电机机的磁路的磁路直直流电流电机机的磁路的磁路 交流交流接触接触器的磁路器的磁路交流交流接触接触器的磁路器的磁路 PDF created with pdfFactory Pro trial version 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 6 3 2 6 3 2 磁路的磁路的欧姆欧姆定律定律磁路的磁路的欧姆欧姆定律定律 磁路的磁路的欧姆欧姆定律定律是是分析磁路的基本定律分析磁路的基本定律磁路的磁路的欧姆欧姆定律定律是是分析磁路的基本定律分析磁路的基本定律 环形环形线圈线圈如图如图 其 其中媒质是均中媒质是均环形环形线圈线圈如图如图 其 其中媒质是均中媒质是均 匀匀的 磁的 磁导率导率匀匀的 磁的 磁导率导率 为为为为 试试计算线圈内计算线圈内部部试试计算线圈内计算线圈内部部 的磁的磁通通的磁的磁通通 解 解 解 解 根据根据安培环安培环路定律 路定律 有有根据根据安培环安培环路定律 路定律 有有 l S lHlNI B IlH d 设设磁路的磁路的平均平均长长度度为为设设磁路的磁路的平均平均长长度度为为 l l 则有则有则有则有 1 1 引引例例引引例例 S S x x HH x x I I N N匝匝匝匝 PDF created with pdfFactory Pro trial version 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 mR F 式中式中 式中式中 F NIF NI 为为磁磁通势通势 由由其其产产生生磁磁通通 为为磁磁通势通势 由由其其产产生生磁磁通通 R R mm 称为称为磁阻 表示磁路磁阻 表示磁路对对磁磁通通的阻的阻碍碍作用 作用 称为称为磁阻 表示磁路磁阻 表示磁路对对磁磁通通的阻的阻碍碍作用 作用 l l 为为磁路的磁路的平均平均长长度 度 为为磁路的磁路的平均平均长长度 度 S S 为为磁路的磁路的截截面积面积 为为磁路的磁路的截截面积面积 2 2 磁路的磁路的欧姆欧姆定律定律磁路的磁路的欧姆欧姆定律定律 若若某磁路的磁某磁路的磁通为通为若若某磁路的磁某磁路的磁通为通为 磁磁通势为通势为磁磁通势为通势为F F 磁阻磁阻为为磁阻磁阻为为R Rm m 则则则则 即即有有 即即有有 S l NI 此即此即此即此即磁路的磁路的欧姆欧姆定律 定律 磁路的磁路的欧姆欧姆定律 定律 mR F PDF created with pdfFactory Pro trial version 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 3 3 磁路与电路的磁路与电路的比比较较磁路与电路的磁路与电路的比比较较 磁路磁路磁路磁路 磁磁通势通势磁磁通势通势F F 磁磁通通磁磁通通 磁阻磁阻磁阻磁阻 电路电路电路电路 电电动动势势电电动动势势 E E 电流电流密密度度电流电流密密度度 J J 电阻电阻电阻电阻 磁感应强度磁感应强度磁感应强度磁感应强度B B 电流电流电流电流 I I S l R m S l NI R F m S l R S l E R E I N N I I E E I I R R PDF created with 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磁路各各段段的的尺寸尺寸和材料和材料 求求产产生生预预定的磁定的磁通所通所需需要的磁要的磁通势通势求求产产生生预预定的磁定的磁通所通所需需要的磁要的磁通势通势F NIF NI 确确定线定线确确定线定线 圈圈匝数匝数和和励励磁电流 磁电流 圈圈匝数匝数和和励励磁电流 磁电流 基本基本公公式式基本基本公公式式 nn2211lHlHlHNI 设设磁路磁路由不由不同材料同材料或不或不同同长长度和度和截截面积面积的的设设磁路磁路由不由不同材料同材料或不或不同同长长度和度和截截面积面积的的 n n 段段组组段段组组 成成 则则基本基本公公式为式为 成成 则则基本基本公公式为式为 n i iil HNI 1 即即即即 PDF created with pdfFactory Pro trial version 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 基本基本步骤步骤基本基本步骤步骤 由 由磁磁通通 由 由磁磁通通 求磁求磁通势通势求磁求磁通势通势F NIF NI 1 1 求求各各段段磁感应强度磁感应强度求求各各段段磁感应强度磁感应强度 B B i i 各各段段磁路磁路截截面积不面积不同 同 通过通过同一磁同一磁通通各各段段磁路磁路截截面积不面积不同 同 通过通过同一磁同一磁通通 故有故有 故有故有 n n S BB S B S 2 2 1 1 2 2 求求各各段段磁场强度磁场强度求求各各段段磁场强度磁场强度 HH i i 根据根据各各段段磁路材料的磁磁路材料的磁化化曲曲线线根据根据各各段段磁路材料的磁磁路材料的磁化化曲曲线线 B B i i f f HH i i 求求求求B B 1 1 B B2 2 相相对对应的应的相相对对应的应的 HH 1 1 HH 2 2 3 3 计算计算各各段段磁路的磁压磁路的磁压降降计算计算各各段段磁路的磁压磁路的磁压降降 HH i i l li i 4 4 根据根据下下式式求求出出磁磁通势 通势 根据根据下下式式求求出出磁磁通势 通势 NINI n i iil HNI 1 PDF created with pdfFactory Pro trial version 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 例例例例1 1 一一个个具具有闭合有闭合的的均匀均匀的铁心线圈 其的铁心线圈 其匝数为匝数为一一个个具具有闭合有闭合的的均匀均匀的铁心线圈 其的铁心线圈 其匝数为匝数为300300 铁心铁心中中的磁感应强度的磁感应强度为为铁心铁心中中的磁感应强度的磁感应强度为为 0 9T0 9T 磁路的磁路的平均平均长长度度为为磁路的磁路的平均平均长长度度为为 45cm45cm 试试求 求 试试求 求 1 1 铁心材料铁心材料为为铸铸铁铁时时线圈线圈中中的电的电铁心材料铁心材料为为铸铸铁铁时时线圈线圈中中的电的电 流流流流 2 2 铁心材料铁心材料为为硅钢片硅钢片时时线圈线圈中中的电流 的电流 铁心材料铁心材料为为硅钢片硅钢片时时线圈线圈中中的电流 的电流 解 解 解 解 1 1 查查铸铸铁材料的磁铁材料的磁化化曲曲线 线 查查铸铸铁材料的磁铁材料的磁化化曲曲线 线 当当当当 B B 0 9 T 0 9 T 时时 时时 A 513 300 4509000 N Hl I 2 2 查查硅钢片硅钢片材料的磁材料的磁化化曲曲线 线 查查硅钢片硅钢片材料的磁材料的磁化化曲曲线 线 当当当当 B B 0 9 T 0 9 T 时时 时时 A 390 300 450260 N Hl I 磁场强度磁场强度磁场强度磁场强度 HH 9000 A m 9000 A m 则则 则则 磁场强度磁场强度磁场强度磁场强度 HH 260 A m 260 A m 则则 则则 结结论论 结结论论 如果如果要要得得到到相相等等的磁感应强度 的磁感应强度 采采用磁用磁导率导率如果如果要要得得到到相相等等的磁感应强度 的磁感应强度 采采用磁用磁导率导率 高高的铁心材料 的铁心材料 可以可以降低降低线圈电流 线圈电流 减少减少用用铜铜量 量 高高的铁心材料 的铁心材料 可以可以降低降低线圈电流 线圈电流 减少减少用用铜铜量 量 PDF created with pdfFactory Pro trial version 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 如如线圈线圈中通有中通有同同样样大小的电流大小的电流如如线圈线圈中通有中通有同同样样大小的电流大小的电流0 39A0 39A 则则铁心铁心中中的磁场强度的磁场强度是是相相等等的 的 都都是是则则铁心铁心中中的磁场强度的磁场强度是是相相等等的 的 都都是是260 A m260 A m 查查磁磁化化曲曲线线可可查查磁磁化化曲曲线线可可 得得 得得 在例在例在例在例1 1 1 1 2 2 两两种种情况情况下 下 如如线圈线圈中通有中通有同同样样大大两两种种情况情况下 下 如如线圈线圈中通有中通有同同样样大大 小的电流小的电流小的电流小的电流0 39A0 39A 要要得得到到相同的磁相同的磁通通要要得得到到相同的磁相同的磁通通 铸铸铁材料铁材料 铸铸铁材料铁材料 铁心的铁心的截截面积面积和和铁心的铁心的截截面积面积和和硅钢片硅钢片材料铁心材料铁心硅钢片硅钢片材料铁心材料铁心的的截截面积面积 哪哪一一的的截截面积面积 哪哪一一 个比个比较较小小 个比个比较较小小 分析分析分析分析 B B 硅钢硅钢硅钢硅钢是 是是是B B铸 铸铁铁铸铸铁铁的 的的的1717倍倍 倍倍 因因因因 BSBS 如如要要得得到到相同的磁相同的磁通通如如要要得得到到相同的磁相同的磁通通 则则铸铸铁铁铁铁 则则铸铸铁铁铁铁 心的心的截截面积面积必须必须是是硅钢片硅钢片铁心的铁心的截截面积面积的的心的心的截截面积面积必须必须是是硅钢片硅钢片铁心的铁心的截截面积面积的的1717倍倍 倍倍 B B 铸铸铁铁铸铸铁铁 0 05T 0 05T B B硅钢 硅钢硅钢硅钢 0 9T 0 9T 结结论论 结结论论 如果如果线圈线圈中通有中通有同同样样大小的大小的励励磁电流 要磁电流 要如果如果线圈线圈中通有中通有同同样样大小的大小的励励磁电流 要磁电流 要 得得到到相相等等的磁的磁通通 采采用磁用磁导率导率高高的铁心材料 的铁心材料 可可得得到到相相等等的磁的磁通通 采采用磁用磁导率导率高高的铁心材料 的铁心材料 可可 使使铁心的用铁量大铁心的用铁量大为为降低降低 使使铁心的用铁量大铁心的用铁量大为为降低降低 PDF created with pdfFactory Pro trial version 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 查查铸钢铸钢的磁的磁化化曲曲线 线 查查铸钢铸钢的磁的磁化化曲曲线 线 B B 0 9 T 0 9 T 时时 磁场强度 磁场强度时时 磁场强度 磁场强度 HH 1 1 500 A m 500 A m 例例例例2 2 有有一一环形环形铁心线圈 其内铁心线圈 其内径径为为有有一一环形环形铁心线圈 其内铁心线圈 其内径径为为10cm10cm 外径外径为为外径外径为为 5cm5cm 铁心材料铁心材料为为铸钢铸钢 磁路 磁路中中含含有有一一空空气气隙隙 铁心材料铁心材料为为铸钢铸钢 磁路 磁路中中含含有有一一空空气气隙隙 其其长长度度等于等于其其长长度度等于等于 0 2cm0 2cm 设设线圈线圈中通有中通有设设线圈线圈中通有中通有 1A 1A 的电流 的电流 的电流 的电流 如如要要得得到到如如要要得得到到 0 9T 0 9T 的磁感应强度 的磁感应强度 试试求线圈求线圈匝数匝数 的磁感应强度 的磁感应强度 试试求线圈求线圈匝数匝数 解解解解 空空气气隙隙的磁场强度的磁场强度空空气气隙隙的磁场强度的磁场强度 A m102 7 104 9 0 5 7 0 0 0 B H cm 390 2 2391 ll 铸钢铸钢铁心的磁场强度 铁心的磁场强度 铸钢铸钢铁心的磁场强度 铁心的磁场强度 铁心的铁心的平均平均长长度度铁心的铁心的平均平均长长度度 磁路的磁路的平均平均总总长长度度为为磁路的磁路的平均平均总总长长度度为为 cm 239 2 1510 l PDF created with pdfFactory Pro trial version 下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 对对各各段段有有对对各各段段有有 A 16351951440110 lHHNI A 144010201027 25 0 H A 1951039500 2 11 lH 总磁总磁通势为通势为总磁总磁通势为通势为 1635 1 1635 I NI N线圈线圈匝数为匝数为线圈线圈匝数为匝数为 磁路磁路中中含含有有空空气气隙隙时时 由于由于其磁阻其磁阻较较大 磁大 磁通势通势磁路磁路中中含含有有空空气气隙隙时时 由于由于其磁阻其磁阻较较大 磁大 磁通势通势 几乎都几乎都降降在在空空气气隙隙上上面面 几乎都几乎都降降在在空空气气隙隙上上面面 结结论论 结结论论 当当磁路磁路中中含含有有空空气气隙隙时时 由于由于其磁阻其磁阻较较大 大 当当磁路磁路中中含含有有空空气气隙隙时时 由于由于其磁阻其磁阻较较大 大 要要得得到到相相等等的磁感应强度 的磁感应强度 必须必须增增大大励励磁电流磁电流 设设要要得得到到相相等等的磁感应强度 的磁感应强度 必须必须增增大大励励磁电流磁电流 设设 线圈线圈匝数匝数一定一定 线圈线圈匝数匝数一定一定 PDF created with 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