《电工技术基础与技能》第9章 磁路.pptVIP

(2)采用磁屏蔽技术，为了减少互感或磁辐射对元器件的影响，可以把元件放在金属屏蔽罩内，使元件不受其他磁场的影响，或者把线圈放在屏蔽罩内，使其磁场限制在屏蔽罩内。 通常用铁磁材料制作屏蔽罩，当外界磁通经过被屏蔽器件时，由于铁磁材料的磁导率比空气要大得多，所以大部分磁通经过屏蔽罩，使被屏蔽器件免受干扰，为了提高屏蔽效率，可采用多层铁壳，使漏磁逐层被屏蔽掉。屏蔽罩可以防止外磁场的干扰，也可以防止屏蔽罩内磁场向外辐射。 如果是高频磁场，可用铜或铝制作屏蔽罩。高频磁通经过屏蔽罩时，在铜或铝屏蔽罩上会产生很大的涡流，利用涡流的去磁作用来达到磁屏蔽的作用。不选用铁磁性材料制作屏蔽罩是因为其电阻率较大，形成的涡流较小，不利于磁屏蔽。 第九章 磁路 磁路的物理量 1 铁磁性材料 2 任务一 磁路的物理量 一、磁路 如图9-1所示，在玻璃板上洒上铁粉，玻璃板下方紧靠玻璃放一马蹄形磁铁，振动玻璃板，我们发现铁粉就会作有规则的排列，即磁感线由N极指向S极。 总结： 磁感线是按一定路径通过的，磁感线所通过的路径是可以人为控制的。 磁感线(磁通)所经过的路径叫磁路。 二、磁路的欧姆定律 1．磁动势 图9-2是图9-1及“U”形铁芯的磁路示意图。 在图9-2(b)中，线圈中的磁通的多少与线圈通过的电流有关，电流越大，磁通越多。线圈中磁通的多少还与线圈的匝数有关，每匝线圈都要产生磁通，只要线圈绕向一致，每一匝线圈的磁通方向就相同，这些磁通就可以相加，可见，线圈的匝数越多，磁通就越多。由此可知，线圈的匝数及通过线圈的电流决定了线圈中磁通的多少。 通过线圈的电流与线圈匝数的乘积称为磁动势。可表示为 式中，I为通过线圈的电流，单位为A； N表示线圈的匝数； Em为磁动势，单位为A。 2．磁阻 在图9-1所示的两次实验中，图9-1(a)所示的磁路是从马蹄形磁铁的N极—玻璃—铁粉—玻璃—S极，最后经马蹄形磁铁回到N极。图9-1(b)的磁路是N极—扁铁板—S极，然后经马蹄形磁铁回到N极(磁感线基本没通过玻璃，所以通过玻璃的磁通被忽略)。 磁通通过磁路时所受到的阻碍作用叫磁阻。磁阻用符号Rm表示。 磁路中磁阻的大小与磁路的长度l成正比，与磁路的横截面积S成反比，还与磁路中所用的材料的磁导率μ有关，可用下面的公式表示： 磁路的磁通可以分为主磁通和漏磁通两部分，限定在铁芯内的（含气隙）磁通称为“主磁通”。 少量磁通在磁路以外闭合为漏磁通。工程上漏磁通只占总磁通的很小部分，以致可以忽略不计。 任务二 铁磁性材料 活动一 铁磁性物质的磁化 活动二 铁磁性物质的分类与应用 活动三 涡流和磁屏蔽 1.铁磁性物质的磁化 有些物质没有磁性，但把它放入磁场中后，就变得有磁性了，我们把从无磁性到有磁性的这一过程叫磁化。能够被磁化的这一类物质叫铁磁性物质。非铁磁性物质是不能被磁化的。 活动一 铁磁性物质的磁化 铁磁性物质为什么能够被磁化呢?原来铁磁性物质内存在许多小磁畴，每个小磁畴就是一个小磁体，有N，S极，无外磁场作用时，这些小磁畴自由无规则的排列，磁性相互抵消，如图9-3(a)所示。在外磁场的作用下，磁畴就沿外磁场的方向定向排列，形成附加磁场，使磁场显著加强。被磁化后，磁畴重新排列的分布状况如图9-3(b)所示。 2.磁化曲线 各种铁磁性材料由于内部结构的不同，磁化后的附加磁场与离开磁场后的磁性都各有差异，有的铁磁性材料附加磁场很强，有的较弱；有的铁磁性材料离开磁场后附加磁场随之消失，有的留有较弱的剩磁，有的附加磁场基本没变。 铁磁性物质的磁感应强度B随磁场强度H而变化的曲线称为磁化曲线，又称B-H曲线。图9-4是测定磁化曲线的实验电路及实验所记录的磁化曲线。 3．磁滞回线 当铁磁材料工作在交流电流中时，对应的B是交变的磁感应强度，只不过变化要更为复杂一些。 在图9-4所示的实验中，当达到饱和值时，我们逐渐减小电流到零，再反向增加电流，使B达到反向饱和，这时，我们描绘出的BH曲线是一条封闭曲线，如图9-5所示。 从整个过程看，B的变化总是滞后于H的变化，这种现象叫磁滞现象，在交变磁场中，磁化过程的曲线就像图9-5一样，是一对称于原点的闭合曲线，我们把它称为磁滞回线，而由原点O到a的这一曲线称为起始磁化曲线。 交流电的幅值不同，H的幅值就不同，对应的磁滞回线大小也就不同。铁磁物质在交变磁场中被反复磁化，磁畴要不断地改变方向，会损耗一定的能量，这种损耗叫磁滞损耗。磁滞回线包围的面积越大，磁滞损耗也越大。磁滞回线的形状，还反映了剩磁的多少、矫顽力的大小、铁磁性物质磁化的难易程度等，这些都是我们选用磁性材料的依据。图9-5磁滞回线图9-6基本磁化曲