磁路与变压器PPT演示课件

第七章磁路与铁心线圈电路,1,7.1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,2,与磁场方向相垂直的单位面积上通过的磁通（磁力线）。,7.1磁场的基本物理量,3,二、磁通,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,4,三、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。,5,四、磁导率,：表征各种材料导磁能力的物理量,6,7.2磁性材料的磁性能,7,磁路：主磁通所经过的闭合路径。,线圈通入电流后，产生磁通，分主磁通和漏磁通。,7.3磁路及其基本定律,磁路的基本概念,8,一.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。,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。,9,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N,HL：称为磁压降。,10,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：,11,对于均匀磁路,二.磁路的欧姆定律：,12,磁路和电路的比较,磁路,电路,磁通,I,N,R,+,_,E,I,磁压降,磁动势,U,13,基本定律,磁阻,磁感应强度,安培环路定律,磁路,I,N,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,+,_,E,I,14,励磁电流：在磁路中用来产生磁通的电流,7.4交流铁心线圈电路,15,I,U,直流磁路的特点:,直流磁路和电路中的恒压源类似,（R为线圈的电阻）,一.直流磁路的分析,16,二.交流磁路的分析(交流铁心线圈电路),1.电磁关系,17,电路方程：,一般情况下很小,：主磁通,：漏磁通,2.电压电流关系,18,假设,则,最大值,有效值,19,交流磁路的特点:,20,交流磁路中磁阻对电流的影响,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。,i,u,21,(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,铁损PFe:,磁滞损耗:Ph:由于磁滞回线,交变磁化产生。,涡流损耗Pe:铁心中感应的电动势和电流。,克服方法:,1.磁滞损耗:选用软磁材料.,2.涡流损耗:采用硅钢片,叠加而成,3.功率损耗,铜损Pcu:线圈电阻R上的损耗（）.,铁心线圈交流电路的有功功率为：,23,变压器功能：,7.5变压器,24,变压器应用举例,25,单相变压器,结构：,7.5.1变压器的工作原理,26,电磁关系：,N1,N2,N1,N2,27,空载运行：原边接入电源，副边开路。,接上交流电源,（方向符合右手定则）,1.电压变换,28,结论：改变匝数比，就能改变输出电压。,K为变比,根据交流磁路的分析可得：,时,29,负载运行：,副边带负载后对磁路的影响：在副边感应电压的作用下，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。带负载后磁动势的平衡式为：,2.电流变换,30,结论：原、副边电流与匝数成反比,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：,31,从原边等效：,结论：变压器原边的等效负载，为副边所带负载乘以变比的平方。,3.阻抗变换,32,例：扬声器上如何得到最大输出功率,求：负载上得到的功率,解：（1）将负载直接接到信号源上，得到的输出功率为：,33,（2）将负载通过变压器接到信号源上。,输出功率为：,结论：由此可见，加入变压器以后，输出功率提高了很多。原因是满足了电路获得最大输出功率的条件（RS=RL）。,34,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，副边的输出电压。,一般供电系统希望要硬特性（随I2的变化，U2变化不多）,7.5.2变压器的外特性,35,为防止涡流损失，铁芯一般由一片片导磁材料叠成(如硅钢片)。,7.5.3变压器的损耗与效率(),36,一.自耦变压器,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。注意：原、副边千万不能对调使用，以防变压器损坏。因为N变小时，磁通增大，电流会迅速增加。,7.5.4特殊变压器简介,（调压器）,37,二.电压互感器：用低量程的电压表测高电压,被测电压=电压表读数N1/N2,38,三.电流互感器：用低量程的电流表测大电流,被测电流=电流表读数N2/N1,1.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。,使用注意事项：,39,当电流流入两个线圈(或流出）时，若产生的磁通方向相同，则两个流入端称为同极性端（同名端）。或者说，当铁芯中磁通变化（增大或减小）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。,同极性端(同名端),7.5.5变压器绕组的极性,40,电器使用时两种电压（220V/110V）的切换：,220V：联结23,110V：联结13，24,线圈的接法,41,220V：联结23,励磁,两种接法下线圈工作情况的分析,42,110V：联结13，24,220V：联结23,43,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：,44,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,45,方法一：交流法,若说明A与a或X与x为同极性端。,测量：,若说明A与x或X与a是同极性端；,结论：,同极性端的测定