會計學1磁路的基本定律二、磁路的基本定律

1．安培環路定律

公式:

式中，若電流的正方向與閉合回線L的環行方向符合右手螺旋關系時，i取正號，否則取負號。附圖1-2,有:第1頁/共55頁

2．磁路的歐姆定律

公式:

定理說明附圖1-3a.

與電路中的歐姆定律的相似性,附相應的模擬電路圖1-3b.

鐵磁材料的磁導率μ不是一個常數，所以由鐵磁材料構成的磁路，其磁阻不是常數，而是隨著磁路中磁通密度的大小而變化，這種情況稱為非線性。第2頁/共55頁

定律內容:

穿出(或進入)任一閉和面的總磁通量恒等于零(或者說,進入任一閉合面的磁通量恒等于穿出該閉合面的磁通量),這就是磁通連續性定律.公式:

定律說明附圖1-4.3．

磁路的基爾霍夫第一定律

第3頁/共55頁

4．磁路的基爾霍夫第二定律

定律背景:磁路計算時，總是把整個磁路分成若干段，每段為同一材料、相同截面積，且段內磁通密度處處相等，從而磁場強度亦處處相等。定律內容:沿任何閉合磁路的總磁動勢恒等于各段磁路磁位降的代數和。

第4頁/共55頁公式:

定律說明附圖1-5.磁路和電路的比擬僅是—種數學形式上的類似、而不是物理本質的相似。第5頁/共55頁

點擊書本進入例題1-1例題第6頁/共55頁

[例1—1]

有一閉合鐵心磁路，鐵心的截面積A＝，磁路的平均長度L=0.3m，鐵心的磁導率，套裝在鐵心上的勵磁繞組為500匝。試求在鐵心中產生1T的磁通密度時，所需的勵磁磁動勢和勵磁電流。第7頁/共55頁

解

用安培環路定律來求解。磁場強度磁動勢

F＝HI＝159X0．3A＝47．7A

勵磁電流

返回第8頁/共55頁1-2常用的鐵磁材料及其特性一、鐵磁物質的磁化

鐵磁物質的磁化鐵磁材料在外磁場中呈現很強的磁性，此現象稱為鐵磁物質的磁化。

磁疇示意圖1-6.

第9頁/共55頁二、磁化曲線和磁滯回線

1．起始磁化曲線

定義

:將一塊尚未磁化的鐵磁材料進行磁化，當磁場強度H由零逐漸增大時，磁通密度B將隨之增大，曲線B=f(H)就稱為起始磁化曲線.

曲線附圖1-7.

分析:起始磁化曲線基本上可分為四段,如下第10頁/共55頁第11頁/共55頁

鐵磁材料磁化曲線示意圖1-7.應用:

設計電機和變壓器時，為使主磁路內得到較大的磁通量而又不過分增大勵磁磁動勢．通常把鐵心內的工作磁通密度選擇在膝點附近．第12頁/共55頁

2．磁滯回線

示意圖:圖1-8.

相關重要概念

剩磁:去掉外磁場之后，鐵磁材料內仍然保留的磁通密度.

矯頑力:要使B值從減小到零，必須加上相應的反向外磁場，此反向磁場強度稱為矯頑力.第13頁/共55頁

磁滯:鐵磁材料所具有的這種磁通密度B的變化滯后于磁場強度H變化的現象.

磁滯回線:呈現磁滯現象的B-H閉合回線.

磁滯現象是鐵磁材料的另一個特性。第14頁/共55頁3．基本磁化曲線

定義:對同一鐵磁材料，選擇不同的磁場強度進行反復磁化，可得一系列大小不同的磁滯回線,再將各磁滯回線的頂點聯接起來，所得的曲線.

示意圖1-9.

附:電機中常用的硅鋼片、鑄鐵和鑄鋼的基本磁化曲線。第15頁/共55頁三、鐵磁材料

1．軟磁材料

定義:

磁滯回線窄、剩磁和矯頑力Hc都小的材料.

附圖1-11a.

常用軟磁材料:鑄鐵、鑄鋼和硅鋼片等。第16頁/共55頁

2．硬磁(永磁)材料

定義:磁滯回線寬、和Hc都大的鐵磁材料稱為硬磁材料.

附圖1-11b.

磁性能指標剩磁矯頑力最大磁能積第17頁/共55頁種類示意圖第18頁/共55頁

四、鐵心損耗

1．磁滯損耗

定義:

鐵磁材料置于交變磁場中時，磁疇相互間不停地摩擦、消耗能量、造成損耗，這種損耗稱為磁滯損耗。

公式:

應用:由于硅鋼片磁滯回線的面積較小，故電機和變壓器的鐵心常用硅鋼片疊成。第19頁/共55頁

2．渦流損耗

相關概念—渦流:環流在鐵心內部圍繞磁通作旋渦狀流動.

渦流示意圖1-12.

定義:渦流在鐵心中引起的損耗.

公式:

應用:為減小渦流損耗，電機和變壓器的鐵心都用含硅量較高的薄硅鋼片疊成。第20頁/共55頁

3．鐵心損耗

定義:

鐵心中磁滯損耗和渦流損耗之和

表達式:第21頁/共55頁一、直流磁路的計算

導言:

磁路計算時，通常是先給定磁通量，然后計算所需要的勵磁磁動勢。對于少數給定勵磁磁動勢求磁通量的逆問題，由于磁路的非線性。需要進行試探和多次迭代，才能得到解答。1-3磁路的計算第22頁/共55頁

1．簡單串聯磁路

定義:不計漏磁影響，僅有一個磁回路的無分支磁路.

附圖1-13.

點擊書本進入例題1-2例題第23頁/共55頁[例1—2]

若在例l—l的磁路中，開一個長度的氣隙，問鐵心中激勵1T的磁通密度時，所需的勵磁磁動勢為多少?已知鐵心截面積，。考慮到氣隙磁場的邊緣效應，在計算氣隙的有效面積時，通常在長、寬方向務增加δ值。第24頁/共55頁解用磁路的基爾霍夫第二定律來求解。鐵心內的磁場強度:氣隙磁場強度:鐵心磁位降:氣隙磁位降:勵磁磁動勢:返回第25頁/共55頁2．簡單并聯磁路

定義:指考慮漏磁影響，或磁回路有兩個以上分支的磁路。

點擊書本進入例題1-3例題第26頁/共55頁

[例1—3]

圖1—14a所示并聯磁路，鐵心所用材料為DR530硅鋼片，鐵心柱和鐵軛的截面積均為，磁路段的平均長度，氣隙長度勵磁線圈匝數匝。不計漏磁通，試求在氣隙內產生=1．211T的磁通密度時，所需的勵磁電流i。第27頁/共55頁

解：畫出圖l—14b所示模擬電路圖。由于兩條并聯磁路是對稱的，故只需計算其中一個磁回路即可。根據磁路基爾霍夫第一定律，得

根據磁路基爾霍夫第二定律，

由圖1—14a可知、中間鐵心段的磁路長度第28頁/共55頁左、右兩邊鐵心段的磁路長度均為

.(2)中間鐵心段的磁位降磁通密度B3為(1)氣隙磁位降第29頁/共55頁中間鐵心段的磁位降H3l3為

左、右兩邊鐵心段的磁位降為（3）左、右兩邊鐵心的磁位降,磁通密度B1、B2為第30頁/共55頁(4)總磁動勢和勵磁電流返回第31頁/共55頁二、直流電機的空載磁路和磁化曲線

空載磁路及其計算

定義:直流電機的空載磁場是指勵磁繞組內通有直流勵磁電流時，由勵磁磁動勢單獨激勵的磁場。附空載磁場分布圖1-15a.

空載磁路計算各部分的磁路長度圖1-15b.第32頁/共55頁

直流電機的磁化曲線

曲線示意圖1-16.

電機的磁化曲線體現了電機磁路的非線性，這種非線性使電機運行特性的數學表達復雜化。工程分析中，常用線性分析加上適當修正的辦法來考慮非線性的影響。第33頁/共55頁三、交流磁路的特點

1.

交流磁路中，激磁電流是交流，因此磁路中的磁動勢及其所激勵的磁通均隨時間而交變，但每一瞬時仍和直流磁路一樣，遵循磁路的基本定律

2.就瞬時值而言，通常情況下，可以使用相同的基本磁化曲線。

3.磁通量和磁通密度均用交流的幅值表示，磁動勢和磁場強度則用有效值表示。第34頁/共55頁

交變磁通的兩個效應:(1)磁通量隨時間交變，必然會在激磁線圈內產生感應電動勢；

(2)磁飽和現象會導致電流、磁通和電動勢波形的畸變。

小提示:本章內容已結束,及時復習可以鞏固學習效果.第35頁/共55頁主磁通漏磁通圖1-1兩種常見的磁路A)變壓器的磁路開始動畫返回第36頁/共55頁圖1-2安培環路定律HL開始動畫返回第37頁/共55頁圖1-3無分支鐵心磁路A)無分支鐵心磁路AN

i返回開始動畫第38頁/共55頁B)模擬電路圖F返回第39頁/共55頁圖1-4磁路的基爾霍夫第一定律ANi返回開始動畫第40頁/共55頁圖1-5磁路的基爾霍夫第二定律i返回開始動畫第41頁/共55頁圖1-6磁疇A)未磁化B)磁化返回第42頁/共55頁BH圖1-7鐵磁材料的起始磁化曲線abcd返回開始動畫第43頁/共55頁圖1-8鐵磁材料的磁滯回線HBabcdef返回開始動畫第44頁/共55頁圖1-9基本磁化曲線基本磁化曲線HB返回開始動畫第45頁/共55頁圖1-11Ａ）軟磁材料的磁滯曲線A)軟磁材料HB返回開始動畫第46頁/共55頁BHB)硬磁材料圖１－１１Ｂ）硬磁材料的磁滯曲線返回開始動畫第47頁/共55頁圖1-12硅鋼片中的渦流 B返回開始動畫第48頁/共55頁165432圖1-13簡單串聯磁路A)串聯磁路i返回開始動畫第49頁/共55頁B)模擬電路圖返回開始動畫第50頁/共55頁LLLA圖1-14簡單并聯磁路A)并聯磁路返回開始動畫第51頁/共55頁B)模擬電路圖返回開始動畫第52頁/共55頁圖1-16直流電機的磁化曲線O返回開始動畫第53頁/共55頁s%v)y0B3F6IaLdOgSjVmu*x-A2D5H8KbNfQiTlXo#s%v(y0B3E6I9LdOgRjVmYp!t&w-z1C4G7JaMePhTkWnZr$u*x+A2E5H8KcNfQiUlXp#s%v)y0B3F6I9LdOgSjVmYq!t&w-z1D4G7JbMePhTkWoZr$u(x+A2E5H9KcNfRiUlXp#s&v)y0C3F6IaLdPgSjVnYq!t*w-A1D4G8JbMeQhTlWoZr%u(x+B2E5H9KcOfRiUmXp#s&v)z0C3F7IaLdPgSkVnYq$t*w-A1D5G8JbNeQhTlWo#r%u(y+B2E6H9LcOfRjUmXp!s&w)z0C4F7IaMdPgSkVnZq$t*x-A1D5G8KbNeQiTlWo#r%v(y+B3E6H9LcOgRjUmYp!s&w)z1C4F7JaMdPhSkWnZq$u*x-A2D5H8KbNfQiTlXo#r%v(y0B3E6I9LcOgRjVmYp!t&w)z1C4G7JaMePhSkWnZr$u*x+A2D5H8KcNfQiUlXo#s%v)y0B3F6I9LdOgSjVmYq!t&w-z1D4G7JbMePhTkWnZr$u(x+A2E5H8KcNfRiUlXp#s%v)y0C3F6IaLdOgSjVnYq!t*w-z1D4G8JbMeQhTkWoZr%u(x+B2E5H9KcOfRiUmXp#s&v)y0C3F7IaLdPgSjVnYq$t*w-A1D4G8JbNeQhTlWoZr%u(y+B2E6H9KcOfRjUmXp!s&v)z0C4F7IaMdPgSkVnZq$t*x-A1D5G8JbNeQiTlWo#r%u(y+B3E6H9LcOfRjUmYp!s&w)z0C4F7JaMdPhSkVnZq$u*x-A2D5G8KbNfQiTlXo#r%v(y0B3E6I9LcOgRjVmYp!t&w)z1C4F7JaMePhSkWnZq$u*x+A2D5H8KbNfQiUlXo#s%v(y0B3F6I9LdOgRjVmYq!t&w-z1C4G7JbMePhTkWnZr$u(x+A2E5H8KcNfQiUlXp#s%v)y0B3F6IaLdOgSjVq$u*x+A2D5H8KbNfQiUlXo#s%v(y0B3F6I9LdOgRjVmYq!t&w-z1C4G7JbMePhTkWnZr$u*x+A2E5H8KcNfQiUlXp#s%v)y0B3F6IaLdOgSjVmYq!t*w-z1D4G7JbMeQhTkWoZr$u(x+B2E5H9KcNfRiUmXp#s&v)y0C3F6IaLdPgSjVnYq!t*w-A1D4G8JbMeQhTlWoZr%u(x+B2E6H9KcOfRiUmXp!s&v)z0C3F7IaMdPgSkVnYq$t*x-A1D5G8JbNeQiTlWo#r%u(y+B2E6H9LcOfRjUmXp!s&w)z0C4F7IaMdPhSkVnZq$t*x-A2D5G8KbNeQiTlXo#r%v(y+B3E6I9LcOgRjUmYp!t&w)z1C4F7JaMdPhSkWnZq$u*x-A2D5H8KbNfQiTlXo#s%v(y0B3E6I9LdOgRjVmYp!t&w-z1C4G7JaMePhTkWnZr$u*x+A2E5H8KcNfQiUlXo#s%v)y0B3F6I9LdOgSjVmYq!t&w-z1D4G7JbMePhTkWoZr$u(x+A2E5H9KcNfRiUlXp#s&v)y0C3F6IaLdPgSjVnYq!t*w-A1D4G8JbMeQhTkWoZr%u(x+B2E5H9KcOfRiUmXp#s&v)z0C3F7IaLdPgSkVnYq$t*w-A1D5G8JbNeQhTlWo#r%u(y+B2E6H9LcOfRjUmXp!s&v)z0C4F7IaMdPgSkVnZq$t*x-A1D5G8KbNeQiTlWo#r%v(y+B3E6H9LcOgRjUmYp!s&w)z1C4F7JaMdPhSkWnZq$u*x-A2D5G8KbNfQiTlXo#r%v(y0B3E6I9LcOgRjVmYp!t&w)z1C4G7JaMePhSkWnZr$u*x+A2D5H8KcNfQiUlXo#s%v)y0B3F6I9LdOgSjVmYq!t&w-z1C4G7JbMePhTkWnZr$u(x+A2E5H8KcNfRiUlXp#s%v)y0C3F6IaLdOgSjVnYq!t*w-z1D4G8JbMeQhTkWoZr%u(x+B2E5H9KcNfRiUmXp#s&v)y0C3F7IaLdPgSjVnYq$t*w-A1D4G8JbNeQhTlWoZr%u(y+B2E6H9KcOfRjUmXp!s&v)z0C4F7IaMdPgSkVnZq$t*x-A1D5G8JbNeQiTlWo#r%u(y+B3E6H9LcOfRjUmYp!s&w)z0C4F7JaMdPhSkVnZq$u*x-A2D5G8KbNfQiTlXo#r%v(y0B3E6I9LcOgRjUmYp!t&w)z1C4F7JaMePhSkWnZq$u*x+A2D5H8KbNfQiUlXo#s%v(y0B3F6I9LdOgRjVmYq!t&w-z1C4G7JbMePhTkWnZr$u*x+A2E5H8KcNfQiUlXp#s%v)y0B3F6IaLdOgnZq$u*x+A2D5H8KbNfQiUlXo#s%v(y0B3F6I9LdOgRjVmYq!t&w-z1G8KbNeQiTlXo#r%v(y+B3E6I9LcOgRjUmYp!t&w)z1C4F7JaMePhSkWnZq$u*x+A2D5H8KbNfQiUlXo#s%v(y0B3E6I9LdOgRjVmYp!t&w-z1C4G7JaMePhTkWnZr$u*x+A2E5H8KcNfQiUlXp#s%v)y0B3F6IaLdOgSjV$u*x+A2D5H8KbNfQiTlXo#s%v(y0B3E6I9LdOgRjVmYp!t&w-z1C4G7JaMePhTkWnZr$u*x+A2E5H8KcNfQiUlXp#s%v)y0B3F6IaLdOgSjVmYq!t&w-z1D4G7JbMePhTkWoZr$u(x+A2E5H9KcNfRiUlXp#s&v)y0C3F6IaLdPgSjVnYq!t*w-A1D4G8JbMeQhTlWoZr%u(x+B6I9LdOgSjVmYq!t&w-z1D4G7JbMePhTkWoZr$u(x+A2E5H9KcNfRiUlXp#s&v)y0C3F6IaLdPgSjVnYq!t*w-A1D4G8JbMeQhTkWoZr%u(x+B2E5H9KcOfRiUmXp#s&v)z0C3F7IaLdPgSkVnYq$t*w-A1D5G8JbNeQhTlWo#r%u(y+B2E6H9LcOfRjUmXp!s-z1D4G8JbMeQhTkWoZr%u(x+B2E5H9KcOfRiUmXp#s&v)z0C3F7IaLdPgSkVnYq$t*w-A1D5G8JbNeQhTlWo#r%u(y+B2E6H9KcOfRjUmXp!s&v)z0C4F7IaMdPgSkVnZq$t*x-A1D5G8KbNeQiTlWo#r%v(y+B3E6H9LcOgRjUmYp!s&w)z1C4F7JaMdPhSkVnZq$u*x-A2D5G8KbNfQiTlXo#r%v(y0B3E6I9LcOgRjVmYp!t&w)z1C4G7JaMePhSkWnZr$u*x+A2D5H8KcNfQiUlXo#s%v)y0B3F6I9LdOgRjVmYq!t&w-z1C4G7JbMePhTkWnZr$u(x+A2E5H8KcNfRiUlXp#s%v)y0C3F6IaLdOgSjVnYq!t*w-z1D4G8JbMeQhTkWoZr$u(x+B2E5H9KcNfRiUmXp#s&v)y0C3F7IaLdPgSjVnYq$t*w-A1D4G8JbNelXp#s%v)y0C3F6IaLdOgSjVnYq!t*w-z1D4G7JbMeQhTkWoZr$u(x+B2E5H9KcNfRiUmXp#s&v)y0C3F7IaLdPgSjVnYq$t*w-A1D4G8JbNeQhTlWoZr%u(y+B2E6H9KcOfRiUmXp!s&v)z0C3F7IaMdPgSkVnYq$t*x-A1D5G8JbNeQiTlWo#r%u(y+B3E6H9LcOfRjUmYp!s&w)z0C4F7JaMdPhSkVnZq$u*x-A2D5G8KbNeQiTlXo#r%v(y+B3E6I9LcOgRjUmYp!t&w)z1C4F7JaMePhSkWnZq$u*x+A2D5H8KbNfQiUlXo#s%v(y0B3F6I9LdOgRjVmYp!t&w-z1C4G7JaMePhTkWnZr$u*x+A2E5H8KcNfQiUlXp#s%v)y0B3F6IaLdOgSjVmYq!t*w-z1D4G7JbMeQhTk#s%v(y0B3E6I9LdOgRjVmYp!t&w-z1C4G7JaMePhTkWnZr$u*x+A2E5H8KcNfQiUlXp#s%v)y0B3F6IaLdOgSjVmYq!t*w-z1D4G7JbMePhTkWoZr$u(x+A2E5H9KcNfRiUlXp#s&v)y0C3F6IaLdPgSjVnYq!t*w-A1D4G8JbMeQhTlWoZr%u(x+B2E6H9KcOfRiUmXp#s&v)z0C3F7IaLdPgSkVnYq$t*w-A1