第七章第七章 磁路与变压器磁路与变压器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路中的基本概念和定律磁性材料磁性材料磁路与电路的关系磁路与电路的关系一、磁路中的基本概念和定律一、磁路中的基本概念和定律1、磁感应强度、磁感应强度 B 描述磁场内某点磁场强弱和方向描述磁场内某点磁场强弱和方向 单位：特斯拉单位：特斯拉 T2、磁通、磁通=BS单位：韦伯单位：韦伯通过某一面积的磁力线数目通过某一面积的磁力线数目、磁路中的欧姆定律、磁路中的欧姆定律其中其中F：磁动势：磁动势 F=IN 单位：安单位：安Rm：磁阻：磁阻磁阻单位：磁阻单位：1/亨亨回忆电路中：回忆电路中：其中其中E：电动势：电动势R：磁阻：磁阻磁路中磁路中4、磁场强度、磁场强度 H其中其中单位：安单位：安/米米 H：磁压：磁压5、安培环路定理（或称全电流定理）、安培环路定理（或称全电流定理）在磁路中沿任一闭合路径在磁路中沿任一闭合路径L，磁场强度，磁场强度H的线积分等于该闭和回路所包围的总电的线积分等于该闭和回路所包围的总电流即：流即：若沿长度若沿长度L磁路强度磁路强度H处处相等，且闭和处处相等，且闭和回路所包围的总电流是由通过回路所包围的总电流是由通过I的的N匝线匝线圈提供，则上式可写成：圈提供，则上式可写成： NI = HL磁压磁压6、磁路的基尔霍夫第二定律、磁路的基尔霍夫第二定律沿任何闭和磁路的总磁动势沿任何闭和磁路的总磁动势恒等于各段磁压降的代数和，即恒等于各段磁压降的代数和，即：该定律也称为基尔霍夫该定律也称为基尔霍夫磁压磁压定律定律7、磁路的基尔霍夫第一定律、磁路的基尔霍夫第一定律 对于有分支磁路，任意取一闭合面对于有分支磁路，任意取一闭合面A，由磁通连续，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：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该定律也称为基尔霍夫磁通定律 二、铁磁材料二、铁磁材料把磁化过程中的把磁化过程中的 和和 的关系曲线称为磁化曲线。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。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：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、高导磁性非铁磁材料非铁磁材料铁磁材料铁磁材料2、磁饱和性、磁饱和性相对磁导率相对磁导率H/m将将一一块块尚尚未未磁磁化化的的铁铁磁磁材材料料放放在在幅幅度度为为的的磁磁场场内内反反复复交交变变磁磁化化，磁磁化化曲曲线线形形成成闭闭合合回回线线，称称为为磁磁滞滞回回线线。3、磁滞性、磁滞性剩磁的强弱。剩磁的强弱。将一块尚未磁化的铁磁材料放在幅度为将一块尚未磁化的铁磁材料放在幅度为 的磁场内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。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：磁滞回线窄软磁性材料：磁滞回线窄硬磁性材料：磁滞回线宽硬磁性材料：磁滞回线宽 7.2 直流磁路的计算直流磁路的计算 励磁电流为直流的磁路励磁电流为直流的磁路直流磁路的计算直流磁路的计算第一类第一类已知磁通已知磁通 求磁通势求磁通势第二类第二类已知已知 求求-只能借助第一类分析用猜试法进行只能借助第一类分析用猜试法进行步骤如下步骤如下:查查B-H曲线曲线+ 7.3 交流磁路与交流铁心线圈交流磁路与交流铁心线圈 励磁电流为交流的磁路励磁电流为交流的磁路一、电压、电流和磁通关系一、电压、电流和磁通关系由于由于线线圈的圈的电电阻阻R和漏磁通和漏磁通都很小，都很小，R上的上的电压电压和漏感和漏感电动势电动势也很小，与主磁也很小，与主磁电动势电动势比比较较可以忽略不可以忽略不计计。e 的有效值为：的有效值为：二、铁心中的能量损耗二、铁心中的能量损耗电磁关系电磁关系（）磁滞损耗（）磁滞损耗（）涡流损耗（）涡流损耗减小方法：要切断涡流减小方法：要切断涡流, 每片硅钢间绝缘或提高铁心每片硅钢间绝缘或提高铁心电阻率电阻率减小方法：选软磁材料或减小减小方法：选软磁材料或减小 或或 的最大值的最大值正比于磁滞回线下的面积正比于磁滞回线下的面积 7.变压器变压器一、变压器的构造一、变压器的构造+u2i1e1 +u1i2e2ZL1se2se12主要由铁心和绕组两部分组成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、次级绕组接负载一边的绕组副边绕组、次级绕组二、变压器的原理二、变压器的原理、空载运行、空载运行 +u2ie1+u1e21se12 副边无电流副边无电流,对原边工作状态对原边工作状态没影响没影响 +u2ie1+u1e21se12变压器的变压比变压器的变压比主磁通同时穿过副边绕组产生主磁通同时穿过副边绕组产生感应电动势感应电动势、带载运行、带载运行22EU&mfNEUF=22244. 4+u2i1e1 +u1i2e2Z1se2se12+u2i1e1 +u1i2e2Z1se2se12 由于副边产生的磁通在原边产生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感应电动势，破坏了原有的电压平衡原边电流也发生变化。衡原边电流也发生变化。 当电源电压不变时，主磁通不变当电源电压不变时，主磁通不变磁动势也不变。则有如下磁动势也不变。则有如下磁动势平衡磁动势平衡其中其中I0很小，则很小，则、变压器的阻抗变换、变压器的阻抗变换三、外特性与电压调整率三、外特性与电压调整率电压调整率：电压调整率：四、功率与额定值四、功率与额定值（）功率损失：（）功率损失：效率：效率：额定值：额定值：额定值：额定值：