1、第1章 電磁學的基本知識與基本定律劉錦波山東大學 控制科學與工程學院第第1 1章章 預備知識預備知識-電磁學的基本知識與基本定律電磁學的基本知識與基本定律本章內容:電磁學的基本知識與基本定律；常用磁性材料（鐵磁材料與永磁材料）及其特性。1.1 電路的基本定律 基爾霍夫電流定律(KCL) 基爾霍夫電壓定律（KVL）1.2 磁場的基本知識磁通密度磁通密度（簡稱磁密磁密）或磁感應度)B 圖1.1 磁力線與電流之間的右螺旋關系磁通量磁通量SdSB(1-1)若對于均勻磁場，若B與S垂直，則 BS磁場強度磁場強度H HB(1-2)磁勢磁勢： NiF N磁鏈磁鏈：1.3 基本電磁定律w電生磁的基本定律電生磁

2、的基本定律安培環(huán)路定律安培環(huán)路定律 w磁生電的基本定律磁生電的基本定律法拉第電磁感應定律法拉第電磁感應定律 w電磁力定律電磁力定律w磁路的歐姆定律磁路的歐姆定律NiHL 1.3.1 電生磁的基本定律電生磁的基本定律安培環(huán)路定律安培環(huán)路定律 NiidkLlH(1-3)若閉合磁力線上 處處相等,則上式變?yōu)? H1.3.2 磁生電的基本定律磁生電的基本定律法拉第電磁感應定律法拉第電磁感應定律dtddtdNe(1-4)當磁通按正弦規(guī)律變化時，即: tmsin則上式變?yōu)? )90sin(2)90sin(2)(00tEtfNtem若取 0mm為參考相量，則： mfNjE44. 4(1-5)圖1.2 磁通與

3、其感應電勢的正方向假定變壓器電勢：圖1.3 磁通與感應電勢的相量圖Blve (1-6)圖1.4 感應電勢與磁場、導體運動速度之間的右手定則速度電勢：Bilfem(1-7)圖1.5 通電導體產生的電磁力與電流、磁場之間的左手定則1.3.3 1.3.3 電磁力定律電磁力定律1.3.4 磁路的歐姆定律磁路的歐姆定律圖1.6 變壓器的簡單磁路對于均勻磁路：mmRSlBlHlNiF式中， SlRm定義為磁路的磁阻磁阻。磁阻的倒數:mmR1又稱為磁導磁導。 1.3.4 磁路的歐姆定律磁路的歐姆定律由于式(1-8)與電路的歐姆定律相似,故又稱為磁路的歐姆定律。磁路的歐姆定律。(1-8)iL根據和式（1-8）

4、得：NlSNNLm22上式給出了電感與結構參數以及磁性材料之間的關系式。1.3.5 線圈電感線圈電感1.4 常用磁性材料及其特性常用磁性材料及其特性1.4.1 鐵磁材料的磁化及磁滯回線鐵磁材料的磁化及磁滯回線圖1.10 鐵磁材料的磁化圖1.11 磁性材料的磁滯回線1.4.2 磁化曲線與飽和現(xiàn)象磁化曲線與飽和現(xiàn)象圖1.12 鐵磁材料與非鐵磁材料的磁化曲線1.4.3 軟磁材料與硬磁材料軟磁材料與硬磁材料圖1.13 鐵磁材料的磁滯回線1.4.4 鐵磁材料中的鐵耗鐵磁材料中的鐵耗圖1.14 鐵磁材料的渦流現(xiàn)象磁滯損耗磁滯損耗: VfBCHdBfKpmhhh2(1-9)222eempC f BV渦流損耗渦流損耗:(1-10)2221.32()nFehehmemFempppC fBC f BVCfB G鐵耗鐵耗:1.4.5 永久磁鐵的去磁曲線與各種永磁材料的特點圖1.15 永磁電機的磁路示意圖