铁磁材料与磁路教案

1、铁磁材料与磁路教案【篇一：铁磁材料与磁路教案】第一章 磁 路一、填空：1. 磁通恒定的磁路称为，磁通随时间变化的磁路称为。答：直流磁路，交流磁路。2. 电机和变压器常用的铁心材料为。答：软磁材料。3. 铁磁材料的磁导率非铁磁材料的磁导率。答：远大于。4. 在磁路中与电路中的电势源作用相同的物理量是。答：磁动势。5. 当外加电压大小不变而铁心磁路中的气隙增大时，对直流磁路，则磁通，电感 ，电流 ；对交流磁路，则磁通，电感 ，电流 。答：减小，减小，不变；不变，减小，增大。二、选择填空1. 恒压直流铁心磁路中，如果增大空气气隙。则磁通；电感 ；电流；如果是恒压交流铁心磁路，则空气气隙增大时，磁通；

2、电感 ；电流。a：增加b：减小c：基本不变答：b, b, c, c, b, a2. 若硅钢片的叠片接缝增大，则其磁阻。a：增加b：减小c：基本不变答：a3. 在电机和变压器铁心材料周围的气隙中磁场。a：存在b：不存在c：不好确定答：a4. 磁路计算时如果存在多个磁动势，则对磁路可应用叠加原理。a：线形b：非线性c：所有的答：a5. 铁心叠片越厚，其损耗。a：越大b：越小c：不变答：a三、判断1. 电机和变压器常用的铁心材料为软磁材料。（ ） 答：对。2. 铁磁材料的磁导率小于非铁磁材料的磁导率。（ ） 答：错。3. 在磁路中与电路中的电流作用相同的物理量是磁通密度。（ ）答：对。4. 若硅钢片

3、的接缝增大，则其磁阻增加。（ ）答：对。5. 在电机和变压器铁心材料周围的气隙中存在少量磁场。（ ）答：对。6. 恒压交流铁心磁路，则空气气隙增大时磁通不变。（ ）答：对。7. 磁通磁路计算时如果存在多个磁动势，可应用叠加原理。（ ）答：错。8. 铁心叠片越厚，其损耗越大。（ ）答：对。四、简答1. 电机和变压器的磁路常采用什么材料制成，这种材料有那些主要特性？答：电机和变压器的磁路常采用硅钢片制成，它的导磁率高，损耗小，有饱和现象存在。2. 磁滞损耗和涡流损耗是什幺原因引起的？它们的大小与那些因素有关？答：磁滞损耗由于b 交变时铁磁物质磁化不可逆，磁畴之间反复摩擦，消耗能量而产生的。它pe?

4、ce?fbmv2223. 什么是软磁材料？什么是硬磁材料？答：铁磁材料按其磁滞回线的宽窄可分为两大类:软磁材料和硬磁材料。磁滞回线较宽，即矫顽力大、剩磁也大的铁磁材料称为硬磁材料，也称为永磁材料。这类材料一经磁化就很难退磁，能长期保持磁性。常用的硬磁材料有铁氧体、钕铁硼等，这些材料可用来制造永磁电机。磁滞回线较窄，即矫顽力小、剩磁也小的铁磁材料称为软磁材料。电机铁心常用的硅钢片、铸钢、铸铁等都是软磁材料。的单位为a/wb 。5. 说明磁路和电路的不同点。答： 1 ）电流通过电阻时有功率损耗，磁通通过磁阻时无功率损耗；2）自然界中无对磁通绝缘的材料；3）空气也是导磁的，磁路中存在漏磁现象；4）含

5、有铁磁材料的磁路几乎都是非线性的。6. 说明直流磁路和交流磁路的不同点。答：1 )直流磁路中磁通恒定，而交流磁路中磁通随时间交变进而会在激磁线圈内产生感应电动势；2)直流磁路中无铁心损耗，而交流磁路中有铁心损耗；3)交流磁路中磁饱和现象会导致电流、磁通和电动势波形畸变。7基本磁化曲线与起始磁化曲线有何区别？磁路计算时用的是哪一种磁化曲线？答：起始磁化曲线是将一块从未磁化过的铁磁材料放入磁场中进行磁化，所得的b=f (h)曲线；基本磁化曲线是对同一铁磁材料，选 择不同的磁场强度进行反复磁化，可得一系列大小不同的磁滞回线，再将各磁滞回线的顶点连接所得的曲线。二者区别不大。磁路计算时用的是基本磁化曲

6、线。8 路的基本定律有哪几条？当铁心磁路上有几个磁动势同时作用时，磁路计算能否用叠加原理，为什么？答：有：安培环路定律、磁路的欧姆定律、磁路的串联定律和并联定律；不能，因为磁路是非线性的，存在饱和现象。9 在下图中，当给线圈外加正弦电压u1 时，线圈内为什么会感应出电势？当电流和减小时，分别算出感应电势的实际方向。i1 增加答：在 w1 中外加 u1 时在w1 中产生交变电流i1 ，1五、计算1. 下图是两根无限长的平行轴电线，p 点与两线在同一平面内，当导体中通以直流电流i时，求 p 点的磁场强度和磁通密度的大小和r1 方向。解：对于线性介质，迭加原理适用，a 在 p 处产生磁场强度hap

7、= i2?r1b在p出产生的磁场强度 h由于h则h与hbp =i2?r2apbp 方向相同，如图所示p=hap+hbp 感应强度 bp =?0h=p?0i2?( 1r+ 11r)22. 上图中，当两电线分别通以直流电流(同向)i 和异向电流i 时，求每根导线单位长度 上所受之电磁力，并画出受力方向。解：由于两根导体内通以同样大小的电流i,现在考虑其大小时，它们受力是相同的。一根导体在另一根导体处产生磁感应强度b =?0i2? (21r1?r )2?i 所以每根导体单位长度受力f=bi=02? ( 1r1?mr )2 力的方向是通同向电流时相吸，通异向电流相斥。sin?t ，副线圈匝数是w2，解

8、：副线圈中感应电势的瞬时值d? e2 = w2 dt =w2?m?cos?t?感应电势e2 的有效值计算公式为：e2=12w2?m4. 有一单匝矩形线圈与一无限长导体同在一平面内，如下图所 示。试分别求出下列条件 下线圈内的感应电势： ( 2) 电流 i= imsin?t ，线圈不动：解：(1)导体内通以电流i时离导体x远处的磁密为b = ?0i2?x d?da?vt?c?0idt = dt?2?x?b?dx a?vtd?0bidt ( 2? In a?vt?ca?vt ) bi =?0?a?vtv(a?vt)?v(a?vt?c)2?a?vt?c(a?vt)2=?0bi?vc2?(a?vt)(

9、a?vt?c)? ?0bima?c2? In a sin?t 所以e = - d?0bima?cdt =一 ?2? In a ?cos?t【篇二：铁磁材料与磁路教案】第四章 铁磁材料与磁路磁介质 :磁场中的物质称为磁介质。导磁性物质对磁场的影响能力非铁磁材料:空气、木材、瓷、胶木、铜、铝之类的磁介质，其导磁能力（即对磁场的增强程度）很弱且接近，这类磁介质统称为非铁磁材料（又称为非铁磁物质）铁磁材料 : 铁、钴、镍和它们的合金及氧化物之类的磁介质，其导磁能力很强，这类磁介质统称为铁磁材料（又称为铁磁物质）。主磁通：在磁路中穿过的磁通称为主磁通，又称为工作磁通。漏磁通：在线圈周围的空气及其他非铁磁

10、材料中穿过的磁通称为漏磁通。漏磁通相对主磁通很小，计算不予考虑。交流磁路：在由交流电流励磁的磁路中，磁通随时间不断交变，这样的磁路称为交流磁路。交流铁心线圈：交流磁路的励磁线圈称为交流铁心线圈两种损耗：磁滞、涡流当磁路中的磁通交变时，会在铁心中感应出旋涡状的电流。小结 （ 1 ）铁磁材料因内部存在磁畴而具有磁特性。（ 3）同名端又叫同极性端习题四 4-1 铁磁材料的磁特性有哪些？它具有磁特性的根源是什么？4-2 什么是铁磁材料的磁滞现象？4-3 软磁材料和硬磁材料各自的特点是什么？4-4 如图 4-11 所示，图所示磁滞回线所对应的铁磁材料适宜用作交流电气设备的磁路；图所示磁滞回线所对应的铁磁

11、材料适宜制作永久磁铁。* * 4.1 铁磁材料的磁特性4.2 磁路的基本知识4.3 同名端的概念小结 习题四 返 回 总 目 录 第一节铁磁材料的磁特性一、铁磁物质的磁化 用金相显微镜观察到的磁畴：铁磁材料的磁化：若将铁磁材料放入通电线圈中（线圈称为励磁线圈，电流称为励磁电流），在励磁电流产生的外磁场的作用下，各磁畴的磁场方向趋向于外磁场的方向，产生一个很强的附加磁场，使合成的总磁场大大增强，这种现象称为铁磁材料的磁化。（磁畴的体积约为10-9cm3 ） 天然磁化区 磁畴 :磁畴内部的分子电流排列整齐，每个磁畴相当于一个小磁体，对外显示着很强的磁性。三、磁滞回线当铁磁材料的励磁电流交变时，如图

12、：（2）磁滞现象：的变化落后于的变化，（1） i 减小为零时，铁磁材料中仍保留一部分剩余磁通，称为剩磁；使材料完全退磁需要反向i 达到一定数值的现象称为磁滞现象。（3）磁滞损失：磁畴反复转向引起的能量损失。磁滞损失：使铁芯发热。磁特性的根源在于铁磁材料内部存在着磁畴。软磁物质：磁滞损失小（硅钢、纯铁、铸铁、铁镍合金）软磁材料的磁滞现象不明显，剩磁及磁滞损失小，磁滞回线“瘦 ”细狭长，适宜制作交流电气设备中的铁心。硬磁物质：磁滞损失大（铬钢、钴钢、钨钢及铝镍钴合金）硬磁材料的磁滞现象显著，剩磁及磁滞损失大，磁滞回线“肥胖 ”，适宜制作永久磁铁。直流磁路：由直流电流励磁的磁路中，磁通的方向不变，这样的磁路称为直流磁路，又称为恒定磁通的磁路。直流磁路中的磁通不变，励磁线圈中没有感应电动势，励磁电流i 仅由励磁线圈的外加电压u 和线圈电阻r 决定（ i=u/r ）。励磁线圈的电阻是不变的，当外加电压一定时，若磁路状况（中心长度、截面、材料）不同，则总磁阻和磁通也不同三、交流磁路