3.1

磁路

3.2

交流鐵心線圈3.3

變壓器

3.4

直流鐵心線圈在汽車上的應用

3.5

變壓器在汽車上的應用第三章鐵心線圈與變壓器磁路：主磁通所經過的閉合路徑。i線圈通入電流后，產生磁通，分主磁通和漏磁通。：主磁通：漏磁通鐵心（導磁性能好的磁性材料）線圈3.1磁路3.1.1磁路的基本概念返回1.磁路

磁感應強度（B）：磁感應強度表示磁場中某點磁場強弱方向的物理量。如果磁場內各點的磁感應強度大小相等，方向相同，這樣的磁場稱為均勻磁場。2.磁路的基本物理量磁感應強度的單位是特斯拉（T）磁通（Φ）：磁感應強度B與垂直于磁場方向的面積S的乘積，成為通過該面積的磁通。磁通的單位是韋伯（wb）。

Φ=BS

磁場強度（H）：表示磁場中與磁鐵材料無關的磁場大小和方向的物理量。磁場強度的單位是安/米（A/m）。

H=B/μ磁導率（μ）：是用來衡量物質導磁能力的物理量，單位是亨/米(H/m)

真空磁導率

μ0=4π×10

－7H/m

相對導磁系數

μr=μ/μ0

若

μr=1

說明是非磁性材料，。

若

μr>>1

說明是磁性材料即鐵磁材料。

3.1.2鐵磁材料的磁性能

1.高導磁性大小BH(I)

2.磁飽和性HBBH

3.磁滯性在外磁場H作用下(例如鐵心線圈中的電流)，鐵磁材料內磁感應強度大大增強，即被強烈磁化的現象。磁化磁場不會隨外磁場的增加而無限增加的現象。在交變磁場H的作用下，磁感應強度B落后于H變化的現象。按磁滯回線形狀的不同，鐵磁材料可分為兩種基本類型：BH0BH0

屬于軟磁材料的有：硅鋼、鑄鋼、坡莫合金及鐵氧體等

。屬于硬磁材料的有：鈷鋼、稀土鈷及鎳鋁鈷合金等

。IΦNEIR電動勢E磁動勢F=IN電流I磁通Φ電壓U=E磁壓F=HL電阻R=l/Sr磁阻Rm=L/Sμ電路歐姆定律

I=U/R磁路歐姆定律

Φ

=F/Rm

3.1.3磁路的歐姆定律U不變，I不變。在直流磁路中，勵磁電流，隨Rm改變而變化。據磁路歐姆定律，信號轉子轉空氣隙變

磁阻變

磁通變

傳感器線圈輸出變化的感應電壓信號(a)傳感器的結構

(b)原理示意圖

(c)輸出信號

磁路歐姆定律舉例：電量、磁量關系如下：ui(iN)ΦΦσiRΦ

：主磁通

Φσ漏磁通iue

eσ3.2交流鐵心線圈3.2.1電壓、電流、和磁通的關系1.各物理量之間的關系返回2.電量方程通常很小，故：3.電磁關系最大值有效值(I

隨Rm

變化）（U不變時，

基本不變）可見交流磁路特點是：3.2.2

鐵心線圈的能量損耗1.鐵心線圈電路的銅損：PCu=I2R2.鐵心線圈電路的鐵損：鐵損PFe

＝磁滯損耗Ph+渦流損耗Pe1)磁滯損耗Ph：鐵心在交變磁場內反復磁化的過程要消耗能量，使磁鐵發熱?？梢宰C明，鐵心反復磁化所消耗的能量與磁滯回線的面積成正比。所以一般為了減小磁滯損耗，常選用磁滯回線狹小的軟磁材料制造鐵心，通常采用硅鋼。2)渦流損耗Pe

:磁鐵材料既導磁又導電，在交變磁通通過鐵心時，在線圈和鐵心中都有感應電動勢產生，在磁鐵中會出現旋渦式的電流稱為渦流。渦流在鐵心中產生的能量損耗稱為渦流損耗。Φic為了減小渦流損耗，一方面采用電阻率較高的鐵磁材料（如硅鋼）也可以減小渦流。另一方面可以把整塊鐵心改成順著磁場方向彼此絕緣的硅鋼片疊成。這樣就可以限制渦流在較小的截面內流過；iΦic交流鐵心線圈的鐵心都選用0.5mm或0.35mm厚的彼此絕緣的硅鋼片疊成。變壓器是用來改變電壓大小的一種重要的電器設備,它在電力和供電系統中占有很重要的地位,在電子技術也得到廣泛的應用。變壓器用途1.升壓送電2.降壓送電3.在電子線路中用作電源變換、傳遞信號、阻抗變換等3.3變壓器返回繞組鐵心殼式鐵心繞組心式3.3.1

變壓器的基本構造單相變壓器鐵心原邊繞組副邊繞組T3.3.2

變壓器的工作原理1.變壓器的空載運行與變換電壓時結論：改變匝數比，就能改變輸出電壓。K為變比

副邊帶負載后對磁路的影響：在副邊感應電壓的作用下，副邊線圈中有了電流i2

。此電流在磁路中也會產生磁通，從而影響原邊電流i1。但當外加電壓、頻率不變時，鐵芯中主磁通的最大值在變壓器空載或有負載時基本不變

。帶負載后磁動勢的平衡關系為：2.變壓器的負載運行與變換電流結論：原、副邊電流與匝數成反比由于變壓器鐵心材料的導磁率高、空載勵磁電流很小，可忽略。即：原、副邊電流關系（變電流）（變阻抗）原、副邊阻抗關系從原邊等效：結論：變壓器原邊的等效負載，為副邊所帶負載乘以變比的平方。阻抗變換舉例：揚聲器上如何得到最大輸出功率。RsRL信號源設：信號電壓的有效值:U1=50V;信號內阻：Rs=100;負載為揚聲器，其等效電阻：RL=8。求：負載上得到的功率解：（1）將負載直接接到信號源上，得到的輸出功率為：Rs（2）將負載通過變壓器接到信號源上。輸出功率為：設變比

則：結論：由此例可見加入變壓器以后，輸出功率提高了很多。原因是滿足了電路中獲得最大輸出的條件（信號源內、外阻抗差不多相等）。副邊輸出電壓和輸出電流的關系。即：U2I2U20U20：原邊加額定電壓、副邊開路時，副邊的輸出電壓。一般供電系統希望要硬特性（隨I2的變化，U2

變化不多）3.3.3

變壓器的外特性與額定值1.外特性額定電壓

變壓器副邊開路（空載）時，原、副邊繞組允許的電壓值。額定電流

變壓器滿載運行時，原、副邊繞組允許的電流值。

額定容量

傳送功率的最大能力。（理想）2.額定值

效率：指輸出功率與輸入功率之比，即容量SN

輸出功率P2

原邊輸入功率P1

輸出功率P2變壓器幾個功率的關系效率變壓器功率因數容量：原邊輸入功率：輸出功率：

當電流流入兩個線圈(或流出）時，若產生的磁通方向相同，則兩個流入端稱為同極性端（同名端）?；蛘哒f，當鐵芯中磁通變化（增大或減小）時，在兩線圈中產生的感應電動勢極性相同的兩端為同極性端。1.同極性端(同名端)AXax**AXax**3.3.4

變壓器繞組的同極性端及其測定注意：如果兩繞組的極性接錯時，有可能燒毀變壓器。結論：在極性不明確時，一定要先測定極性再通電。兩個線圈中的磁通抵消燒毀感應電勢電流很大原因：**1324’2.極性的測定方法(直流法)mA表+_AXaxK+-**AXax+_K設K閉合時增加。感應電動勢的方向，阻止的增加。如果當

K

閉合時，mA表正偏，則A－a

為同極性端;如果當K

閉合時，mA表反偏，則A－x

為同極性端結論：例如，在圖示電路中，每個原邊線圈的額定電壓為110V，二次線圈的額定電壓分別為3V、9Ｖ?！ぁ?2345678··1.當接到220Ｖ的電源時，應將2、3相聯，1、4與電源兩個線圈串聯。當接110Ｖ電源時，應將1、3相聯2、4相聯，兩線圈并聯接到110Ｖ電源上。2.若要得到12Ｖ的輸出時，應將6、8相聯，從5、7兩個端子輸出。若要得到6Ｖ的輸出時，應將6、7相聯，從5、8兩個端子輸出。3.3.5

變壓器在汽車上的應用——點火線圈相同點不同點變壓器鐵心上繞線圈，電磁感應原理連續工作方式，可以變換電壓、電流、阻抗，可升壓或降壓。點火線圈鐵心上繞線圈，電磁感應原理斷續工作方式，只能是升壓。1.

點火線圈的結構與特點返回2.

傳統點火系統的組成和工作過程1)斷電器觸點閉合，點火線圈中初級電流i1增長。斷電器觸點打開，點火線圈次級產生高壓電。3)火花塞間隙被擊穿，產生點火花，點燃混合氣。3.4

直流鐵心線圈在汽車上的應用3.4.1

直流鐵心線圈的電磁特點

勵磁電流（當U不變，I不變，磁動勢IN不變)

磁通（Ф