磁路与铁心线圈电路(修改版).ppt

第6章 磁路与铁心线圈电路 本章要求： 第6章 磁路与铁心线圈电路 6.1.1 磁场的基本物理量 2. 磁通 4. 磁导率 4.磁导率 6.1.2 磁性材料的磁性能 6.2 交流铁心线圈电路 6.4 电磁铁 (2)涡流损耗（?Pe） 涡流损耗: 由涡流所产生的功率损耗。 涡流：交变磁通在铁心内产生感应电动势和电流，称为涡流。涡流在垂直于磁通的平面内环流。 涡流损耗转化为热能，引起铁心发热。 减少涡流损耗措施： 提高铁心的电阻率（通常用硅钢片）。铁心用彼此绝缘的钢片叠成，把涡流限制在较小的截面内。 ? ? 铁心线圈交流电路的有功功率为： 例3: 有一交流铁心线圈，电源电压 U= 220 V电路中电流 I=4 A，功率表读数P=100W，频率f=50Hz，漏磁通和线圈电阻上的电压降可忽略不计，试求:(1)铁心线圈的功率因数；（2）铁心线圈的等效电阻和感抗。 解: (1) (2) 铁心线圈的等效阻抗模为 等效电阻为 等效感抗为 例4: 要绕制一个铁心线圈，已知电源电压 U= 220 V，频率 f=50Hz ，今量得铁心截面为30.2 cm2,铁心由硅钢片叠成，设叠片间隙系数为0.91 (一般取0.9~0.93)。（1）如取 Bm=1.2T，问线圈匝数应为多少? (2)如磁路平均长度为 60cm,问励磁电流应多大? 铁心的有效面积为 (1)线圈匝数为 (2)查磁化曲线图，Bｍ=1.2T时,Ｈｍ=700 Ａ／ｍ，则 解: 变压器功能： 变电压：电力系统 变阻抗：电子电路中的阻抗匹配 （如喇叭的输出变压器） 变电流：电流互感器 §6.2 变压器的工作原理 发电厂 1.05万伏 输电线 22万伏 升压 变电站 1万伏 降压 变压器应用举例 … 降压 实验室 380 / 220伏 降压 仪器 36伏 降压 单相变压器 铁芯 原边 绕组 副边 绕组 一、变压器的基本结构 变压器符号： 工作过程： 1. 空载运行 原边接入电源，副边开路。 接上交流电源 原边电流 i1等 于励 磁电流 i10 产生感应电动势 二、变压器的工作原理 i10 产生磁通? （交变） （ 方向符合右手定则） 结论：改变匝数比，就能改变输出电压。 K为变比 原、副边电压关系 根据交流磁路的分析 可得： 时 （变电压） 2. 负载运行 Z 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关系为： 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： 原、副边电流关系 （变电流） （变阻抗） 原、副边阻抗关系 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。 阻抗变换举例：扬声器上如何得到最大输出功率。 Rs RL 信号源 设： 信号电压的有效值: U1= 50V; 信号内阻： Rs=100 ? ; 负载为扬声器，其等 效电阻：RL=8?。 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： Rs （2）将负载通过变压器接到信号源上。 输出功率为： 设变比 则： 结论：由此例可见加入变压器以后，输出功率提高了 很多。原因是满足了电路中获得最大输出的条 件（信号源内、外阻抗差不多相等）。 ? 额定电压 变压器副边开路（空载）时，原、副边绕组允 许的电压值。 ? 额定电流 变压器满载运行时，原、副边绕组允许的电流值。 ? 额定容量 传送功率的最大能力。 （理想） 6.3.1 变压器的铭牌数据（以单相变压器为例） §6.3 变压器的使用 容量 SN 输出功率 P2 原边输入功率 P1 输出功率 P2 注意：变压器几个功率的关系 效率 变压器功 率因数 容量： 原边输入功率： 输出功率： 6.3.2 变压器的效率(?) 为防止涡流损失，铁芯一般由一片片导磁材料叠合而成。 ? 变压器的损耗包括两部分： 铜损 (PCU) ：绕组导线电阻所致。 磁滞损失