第4章磁路与变压器技术报告.pptVIP

* 第4章、磁路与变压器 4.1 磁路 4.2 变压器 预备知识 一、 磁性材料的磁性质 磁场的基本物理量 1. 磁感应强度B 磁感应强度是表示磁场中某一点磁场强弱和方向的物理量，它是一个矢量。 定义：磁感应强度是指在磁场中某一点，单位正电荷以单位速度在与磁场相垂直的方向上运动时，所受到的磁场力，用公式表示为： 单位：国际单位制中，磁感应强度的单位是特斯拉(T)，电磁制的单位是高斯(Gs)。1T相当于104Gs。 第4章、磁路与变压器 第4章、磁路与变压器 2. 磁通Φ 磁通Φ是穿过某一截面S的磁感应强度矢量的通量，或者说穿过该截面的磁力线的总数。在均匀磁场中，各点磁感应强度大小相等、方向相同，当所取横截面S与磁力线垂直时，公式表示如下 国际单位制中，磁通的单位是韦伯(Wb)，在电磁单位制中，它的单位是麦克斯韦(Mx)。1Wb 相当于108Mx。 根据磁通的公式，可以得出 磁感应强度B在数值上可以看成是与磁场方向相垂直的单位面积内甩通过的磁通，所以磁感应强度又叫磁通密度。 第4章、磁路与变压器 磁感应强度B与磁介质有关，为了和计算磁场，我们引入了一个新的物理量磁场强度，通过这个物理量可以确定磁场与产生磁场的电流之间的关系。 3. 磁场强度H 磁场强度与产生磁场强的电流之间由安培环路定律确定，其表达式为 磁场强度矢量沿任意闭合路径的线积分等于穿过该闭合路径所包围的电流的代数和。 如图所示，安培环路定律可写成 第4章、磁路与变压器 国际单位制中，磁场强度的单位是安/米(A/m)，在电磁单位制中，它的单位是奥斯特(Oe)。1A/m相当于10-3Oe 。 它是表示物质导磁性能的物理量，磁感应强度与磁场强度的关系式为 4. 磁导率μ 国际单位制中，磁导率的单位是亨/米(H/m)，直空中的磁导率用μ0表示， μ0 =4π×10-7H/m 任何一种物质的磁导率μ与真空磁导率μ0的比值叫做该物质的相对磁导率，用μr表示 1.铁磁材料 磁畴：铁心自身具有的自然磁性小区域。没有外磁场作用，各个磁畴的磁场方向总体上不规则，宏观不显磁性。 I I 磁畴和铁心的磁化 二、 磁性材料的磁性质 第4章、磁路与变压器 I A B 曲线2 直线1 磁化过程 直线1空心线圈时的情况 曲线2线圈中放入铁心时情况 磁化过程说明 称为饱和状态，铁心大增磁作用已经达极限，同直线1 B点以后 所以磁畴的磁场逐渐沿外磁场的方向排列，铁心磁场从未饱和到饱和 AB段 大部分磁畴的磁场沿外磁场方向排列， 与I成正比且增加率较大 OA段 曲线2 即磁化曲线 与I成正比 直线1 + u － i e s e Φ σ Φ + － E I R 磁路 电路 磁通 电流I 磁动势F=IN 电动势E 磁阻Rm 电阻R 磁路欧姆定律 ＝F/ Rm 电路欧姆定律I=E/R 磁路与电路对照表 铁磁材料的磁性能 高导磁性：磁导率可达102~104，由铁磁材料组成的磁路磁阻很小，在线圈中通入较小的电流即可获得较大的磁通。 磁饱和性：B不会随H的增强而无限增强，H增大到一定值时，B不能继续增强。 磁滞性：铁心线圈中通过交变电流时，H的大小和方向都会改变，铁心在交变磁场中反复磁化，在反复磁化的过程中，B的变化总是滞后于H的变化。 铁磁材料的类型： 软磁材料：磁导率高，磁滞特性不明显，矫顽力和剩磁都小，磁滞回线较窄，磁滞损耗小。 硬磁材料：剩磁和矫顽力均较大，磁滞性明显，磁滞回线较宽。 矩磁材料：只要受较小的外磁场作用就能磁化到饱和，当外磁场去掉，磁性仍保持，磁滞回线几乎成矩形。 磁化曲线 磁滞回线 交流铁心线圈电路 u i 电压、电流和磁通的关系 自感电动势的有效值为： 在通电过程中，只要外加电压一定，铁心中就有与之对应的正弦交变磁通，称工作磁通 一、有关各电磁量的关系和它们的正方向 如图所示，励磁线圈的匝数是N，外加正弦电压u，产生励磁电流i。则磁动势 在磁动势的作用下将建立磁场，它所产生的磁通分为两部分： 绝大部分磁通将沿铁芯合，我们称这部分磁通为主磁通或工作磁通，并用Φ表示。 一少部分磁通杂散在线圈周围空间，沿空气或其它非磁性材料闭合，这部分磁通为漏磁通，并用Φσ表示。 因为空气的磁导率远小于磁性材料的磁导率，所以ΦσΦ 以上各电磁量的关系可用下式表示 二、主磁通和电动势 当线圈外接正弦交流电压时，铁芯中的主磁通也是