磁路的定律和铁磁物质的磁化过程-电路基础.PPT

恒定磁通磁路的计算一般选取该磁路所用铁磁材料的基本磁化曲线作为其磁特性的表征。 通常。基本磁化曲线也称为直流磁化曲线。 2. 磁路的长度 在进行磁路计算时，一般都取其平均长度(中心线长度)作为磁路的长度。 2 3. 磁路的面积 磁路中截面积用磁路的几何尺寸直接计算。但如果铁芯由涂有绝缘漆的薄钢片叠装而成时，这就使得铁芯的有效截面积比其外表实际截面积一小些，应考虑一个小于1的叠装系数KFe，也称填充因数。一般在0.9~0.97之间。 当气隙非常小，时空气隙的截面积可以用铁芯的截面积来计算。当气隙不是很小时，考虑到气隙边缘的磁感应强度线有向外扩张的趋势，称为边缘效应，使其有效面积比铁芯的截面积要大些。气隙愈大，边缘效应愈显著。工程上一般认为，当气隙长度不超过矩形截面积短边或圆形截面积半径的1/5时，分别用下面两式计算： 矩形截面 S0=(a+ l0) (b+l0) ?ab+(a+b)l0 * 在电子和电气工程中经常应用各种机电能量或机电信号转换设备，其本质是磁和电的相互作用和相互转换。因此，研究磁和电的关系，掌握磁路的基本规律具有重要意义。 第13章 磁路和铁芯线圈 复习磁场基本知识，然后介绍磁路的概念、磁路的定律和铁磁物质的磁化过程。并在此基础上，介绍恒定磁通磁路的计算，简单交变磁通磁路中的波形崎变和能量损耗，铁芯线圈的电路模型和分析方法。 根据电磁场理论，磁场是由电流(运动电荷)产生的。电气设备的磁场一般集中分布在由导磁材料构成的闭合路径内，这样的路径称为磁路。磁路问题实质上是局限在一定范围内的磁场问题。磁路所涉及的一些物理量都来源于磁场。 13-1 磁场的主要物理量和基本性质 一、磁场中的主要物理量 1. 磁感应强度和磁通 磁感应强度是磁场的基本物理量，它是根据洛仑兹力来定义的，是一个矢量，用符号B来表示。其方向与磁场的方向一致，可以用能够自由转动的小磁针来测定。放在磁场中某处的小磁针N极所指的方向就是该点磁感应强度的方向；其大小是运动电荷在磁场中受到磁场力的作用，当运动电荷与磁场的方向垂直时，它所受到的磁力最大，记为 Fmax。实验表明，磁场中任意给定点的Fmax与运动电荷q所带的电量和运动速度 v 都成正比，即 Fmax ? q v Fmax与qv 的比值就是磁感应强度B的大小，为 它只与该点磁场的性质有关，是个定值。磁场中的不同点，B值可以是不同的，磁场愈强B值愈大。 磁感应强度国际单位为特[斯拉](tesla)，符号为T。 通常用磁感应强度线来描绘磁场中各点的情况。其方向代表该点磁感应强度的方向，其大小用该点附近磁感应强度线的疏密程度来表示。 磁感应强度线是连续的闭合曲线，且任意两根磁感应强度线不可能相交。如果磁场是由电流产生的，电流也是闭合流动的，即磁感应强度线总是与电流线相互钩链的。 磁感应强度矢量的通量称为磁通[量](magnetic flux)，是一个标量，用符号? 来表示。 若是均匀磁场，磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积S的乘积就叫作通过这块面积的磁通。用数学式表示磁通的定义为 ? = B S 可见，磁感应强度在数值上可以看成是与磁场方向相垂直的单位面积所通过的磁通，所以，磁感应强度也称为磁通密度。 如果磁场是不均匀 ： 磁通是磁感应强度的面积分。可以形象地用穿过某一面积磁感应强度线的根数来表示。 磁通的单位是韦[伯]( Weber)，符号为Wb。 2. 磁场强度和磁导率 磁场强度是描述磁场的另一个重要的物理量。它也是一个矢量，用符号H来表示，它与磁场中同一点的磁感应强度B的关系为 B=?H 式中，?为该点磁介质的磁导率。 磁场中某点的磁场强度只取决于产生这个磁场的运动电荷(或电流)的分布，而与介质无关。即，在确定的运动电荷(或电流)分布所产生的磁场中，若分别充满不同的介质，则磁场中同一点的磁场强度H是相同的。而磁感应强度随着介质的不同而不同，不同的程度取决于介质的磁导率? 。 磁场强度的单位是安/米，符号为A/m。 二、磁场的基本性质 1.??? 磁通连续性原理 磁通连续性原理是磁场的一个基本性质，其内容是：在磁场中，磁感应强度对任意闭 合面的面积分恒等于零。即 即：穿进任一闭合面的磁通恒等于穿出此面的磁通。 2.??? 安培环路定律 安培环路定律(Ampere’s circuital law)是磁场又一基本性质。 其内容是： 在磁场中，磁场强度沿任意闭合路径的线积分等于穿过该路径所包围的全部电流的代数和。即 13-2 磁路的基本定律 一、磁路 在实际的电磁设备中，为了提高效率，减小体积和成本，一般都要求能以尽可能小的电流(激磁电流)产生