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第1页/共99页铁心线圈电路第2页/共99页第 5 章 变压器ΦAB =5.1 磁 路(一) 磁场的基本物理量←用磁场线描述电流 → 磁场磁通Φ: 通过磁场中某一面积的磁场线的总数。单位：Wb。 (1) 磁感应强度 B B：矢量。其数值 B 表示磁场的强弱，其方向表示磁场的方向。—— 磁通密度在均匀磁场中：（T）A —— 与磁场线垂直的某面积（m2 )下一节上一页下一页返 回第 5 章 变压器第3页/共99页Bμ=H(2) 磁场强度 HH ：矢量。方向与B 的方向相同。H 的大小：只与产生该磁场的电流大小成正比，与介质的性质无关。B 的大小：不仅与产生该磁场的电流大小有关，还与介质的性质有关。※单位：A/m。※ 磁导率μ：（H / m）μ0= 4π×10－7 H / m※ 真空中的磁导率:下一节上一页下一页返 回第 5 章 变压器第4页/共99页(二) 物质的磁性能▲ 非磁性物质（非铁磁物质）μ≈μ0※ 顺磁物质、反磁物质。▲ 磁性物质（非铁磁物质）(1) 高导磁性μ＞＞μ0※ 铸钢： μ≈1000μ0※ 硅钢片： μ≈(6000 ~ 7000)μ0图5.1.1 磁 路下一节上一页下一页返 回第5页/共99页第 5 章 变压器BH0BBrB－HCH－Hm0HCHmH－Br0(2) 磁饱和性 μ—— 不是常数(3) 磁滞性剩磁矫顽磁力图5.1.2 初始磁化曲线图5.1.3 磁滞回线图5.1.4 基本磁化曲线下一节上一页下一页返 回第 5 章 变压器第6页/共99页▲ 磁性物质的分类：硬磁物质: Br大、HC大软磁物质：Br小、HC小矩磁物质：Br大、HC小下一节上一页下一页返 回第 5 章 变压器第7页/共99页ΦΦBC =B0 =ACA0 BC B0ΦΦH0 =HC =μCμ0==μC ACμ0 A0(三) 磁路欧姆定律用于定性分析磁路。下一节上一页下一页返 回第8页/共99页第 5 章 变压器lCμC ACRmc =l 0μ0 A0Rm0 =l 0μ0 A0lCμC AC= +l 0lC=( + )ΦμC ACμ0 A0全电流定律:∮H dl = ∑I左边=∮H dl =∮H dl = HC lC + H 0 l0令：—— 铁心的磁阻—— 空气隙的磁阻磁路的磁阻：Rm = Rmc + Rm0下一节上一页下一页返 回第 5 章 变压器第9页/共99页N IΦ =Rm右边= ∑I = N I —— 磁路的磁通势因此：RmΦ = N I—— 磁路欧姆定律∵　μC ＞＞ μ0→ Rm0 ＞＞Rmc∴ N I一定时，因Rm0的存在，使Φ大大减小。若要保持一定的Φ，则需要大大增加N I。下一节上一页下一页返 回第 5 章 变压器第10页/共99页URI =5.2 铁心线圈电路(一) 直流铁心线圈电路电压与电流的关系:线圈消耗的功率：P = U I= R I 2上一节下一节上一页下一页返 回第11页/共99页第 5 章 变压器dΦl dΦ=－N=－Nd td tΦld i=－Lld t(二) 交流铁心线圈电路励磁：u → i →e→N i →Φ→el(1) 电压与电流关系设: Φ =Φm sinωt则: e =－NωΦm cosωt =NωΦmsin(ωt－90o) Em= NωΦm = 2πf NΦm上一节下一节上一页下一页返 回第 5 章 变压器第12页/共99页E =－j4.44 f NΦmNΦliLl =+u－U = UR－El－EΦeiel=－E + jωLlI + RI=－E + (R + jωLl) IΦl=－E + Z IE = 4.44 f NΦm漏磁通磁路对应的电感：漏电感（漏电抗）： X = ωLl = 2πf Ll漏阻抗上一节下一节上一页下一页返 回第13页/共99页第 5 章 变压器U =－E U4.44 f NΦm=忽略漏阻抗，有：则：当：U 、f 一定时，Φm 基本不变。(2) 功率:视在功率:S = U I无功功率:Q = S sin?有功功率: P = S cos ? = PCu + PFe铁损铜损涡流损耗磁滞损耗= RI2 +( Ph + Pe )上一节下一节上一页下一页返 回第14页/共99页第 5 章 变压器ΦΦ(a) 磁滞损耗Ph ：(b) 涡流损耗Pe ：※ 铜损耗使线圈发热， 铁损耗使铁心发热。※ 减小铁损耗的方法：① 使用软磁材料减小Ph ；② 增大铁心的电阻率， 减小涡流及其损耗 ；③用很薄的硅钢片叠成铁心， 减小涡流及其损耗 。(a) 0.35mm0.30mm0.27mm0.22m