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第七章 磁路与变压器,7-1 磁路的基本概念和定律及磁性材料,磁路中的基本概念和定律,磁性材料,磁路与电路的关系,一、磁路中的基本概念和定律,1、磁感应强度 B 描述磁场内某点磁场强弱和方向,单位:特斯拉 T,2、磁通,=BS,单位:韦伯,通过某一面积的磁力线数目,、磁路中的欧姆定律,其中F:磁动势 F=IN 单位:安,Rm:磁阻,磁阻单位:1/亨,回忆电路中:,其中E:电动势,R:磁阻,磁路中,4、磁场强度 H,其中,单位:安/米,H:磁场强度,HL:磁压,5、安培环路定理(或称全电流定理)在磁路中沿任一闭合路径L,磁场强度H的线积分等于该闭和回路所包围的总电流即:若沿长度L磁路强度H处处相等,且闭和回路所包围的总电流是由通过I的N匝线圈提供,则上式可写成: NI = HL,磁压,6、磁路的基尔霍夫第二定律沿任何闭和磁路的总磁动势,恒等于各段磁压降的代数和,即:,该定律也称为基尔霍夫磁压定律,7、磁路的基尔霍夫第一定律 对于有分支磁路,任意取一闭合面A,由磁通连续性的原则,穿过闭合面的磁通的代数和应为零,即:,该定律也称为基尔霍夫磁通定律,二、铁磁材料,把磁化过程中的 和 的关系曲线称为磁化曲线。,非铁磁材料主要指空气等非金属及铜、铝等金属。,铁磁材料主要指铁、镍、钴及其合金。它有三个特点:,1、高导磁性,非铁磁材料,铁磁材料,2、磁饱和性,相对磁导率,H/m,将一块尚未磁化的铁磁材料放在幅度为 的磁场内反复交变磁化,磁化曲线形成闭合回线,称为磁滞回线。,3、磁滞性,剩磁的强弱。,将一块尚未磁化的铁磁材料放在幅度为 的磁场内反复交变磁化,磁化曲线形成闭合回线,称为磁滞回线。,软磁性材料:磁滞回线窄,硬磁性材料:磁滞回线宽, 7.2 直流磁路的计算,励磁电流为直流的磁路,直流磁路的计算,第一类,已知磁通 求磁通势,第二类,已知 求,-只能借助第一类分析用猜试法进行,步骤如下:,查B-H曲线,+, 7.3 交流磁路与交流铁心线圈,励磁电流为交流的磁路,一、电压、电流和磁通关系,e 的有效值为:,二、铁心中的能量损耗,电磁关系,()磁滞损耗,()涡流损耗,减小方法:要切断涡流, 每片硅钢间绝缘或提高铁心电阻率,减小方法:选软磁材料或减小 或 的最大值,正比于磁滞回线下的面积, 7.变压器,一、变压器的构造,主要由铁心和绕组两部分组成,接电源一边的绕组原边绕组、初级绕组,接负载一边的绕组副边绕组、次级绕组,二、变压器的原理,、空载运行,+,u,2,i,e,1,+,u,1,e,2,1,2,副边无电流,对原边工作状态没影响,+,u,2,i,e,1,+,u,1,e,2,1,2,变压器的变压比,主磁通同时穿过副边绕组产生感应电动势,、带载运行,由于副边产生的磁通在原边产生感应电动势,破坏了原有的电压平衡原边电流也发生变化。,当电源电压不变时,主磁通不变磁动势也不变。则有如下磁动势平衡,其中I0很小,则,、变压器的阻抗变换,三、外特性与电压调整率,电压调整率:,四、功率与额定值,()功率损失:,效率:,额定值:,
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