磁路與變壓器磁路：主磁通所經過的閉合路徑。i6.1磁路6.1.1.磁路的基本概念：主磁通：漏磁通鐵心（導磁性能好的磁性材料）線圈6.1.2磁路計算中的基本物理量一、磁感應強度（磁通密度）與磁場方向相垂直的單位面積上通過的磁通（磁力線）單位：韋伯1Tesla=104高斯B

的單位：特斯拉（Tesla）二、磁導率：表征各種材料導磁能力的物理量（亨/米）

真空中的磁導率()為常數，則稱為磁性材料，則稱為非磁性材料

磁性材料的磁性能：1.非線性大小BH(I)

2.磁飽和性HBBH

3.磁滯性

根據磁性能，磁性材料又可分為三種：軟磁材料（磁滯回線窄長。常用做磁頭、磁心等）、永磁材料（磁滯回線寬。常用做永久磁鐵）、矩磁材料（滯回線接近矩形。可用做記憶元件）。三、磁場強度H

磁場強度是計算磁場所用的物理量，其大小為磁感應強度和導磁率之比。單位：B

：特斯拉：亨/米：安/米一.安培環路定律（全電流律）：6.1.3磁路的基本定律I1I2I3

在無分支的均勻磁路（磁路的材料和截面積相同，各處的磁場強度相等）中，安培環路定律可寫成：磁路長度L線圈匝數NIHL：稱為磁壓降。NI：稱為磁動勢。一般用F

表示。F=NI總磁動勢

在非均勻磁路（磁路的材料或截面積不同，或磁場強度不等）中，總磁動勢等于各段磁壓降之和。例：IN對于均勻磁路磁路中的歐姆定律二.磁路的歐姆定律：則：INSL注：由于磁性材料是非線性的，磁路歐姆定律多用作定性分析，不做定量計算。令：Rm

稱為磁阻勵磁電流：在磁路中用來產生磁通的電流6.1.4磁路的分析IU一.直流磁路的分析直流磁路的特點:

一定一定磁動勢F=IN一定磁通和磁通成反比（線圈中沒有反電動勢）（R

為線圈的電阻）電路方程：一般情況下很小交流激勵線圈中產生感應電勢二.交流磁路的分析：主磁通：漏磁通ui的感應電勢

和產生假設則最大值有效值uiui一定時磁動勢IN隨磁阻的變化而變化。當外加電壓U、頻率f

與線圈匝數N一定時，便確定下來。根據磁路歐姆定律，當

交流磁路的特點:交流磁路中磁阻對電流的影響電磁鐵吸合過程的分析：

在吸合過程中若外加電壓不變,則基本不變。iu

電磁鐵吸合前(氣隙大）

大起動電流大電磁鐵吸合后(氣隙小）

小電流小

如果氣隙中有異物卡住，電磁鐵長時間吸不上，線圈中的電流一直很大，將會導致過熱，把線圈燒壞。注意：變壓器功能：變電壓：電力系統變阻抗：電子電路中的阻抗匹配（如喇叭的輸出變壓器）

變電流：電流互感器

6.2變壓器的工作原理

發電廠1.05萬伏輸電線22萬伏升壓變電站1萬伏降壓

變壓器應用舉例…降壓實驗室380/220伏降壓儀器36伏降壓單相變壓器6.2.1變壓器的基本結構和工作原理鐵芯原邊繞組副邊繞組一.結構：變壓器符號：工作過程：空載運行：原邊接入電源，副邊開路。接上交流電源

原邊電流i1等于勵磁電流i10

產生感應電動勢二.工作原理

i10

產生磁通

（交變）（

方向符合右手定則）結論：改變匝數比，就能改變輸出電壓。K為變比原、副邊電壓關系根據交流磁路的分析可得：時

（變電壓）負載運行Z

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：結論：原、副邊電流與匝數成反比

由于變壓器鐵芯材料的導磁率高、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）。

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）6.3.1變壓器的銘牌數據（以單相變壓器為例）6.3變壓器的使用容量SN

輸出功率P2

原邊輸入功率P1

輸出功率P2注意：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：6.3.2變壓器的效率(

)為防止渦流損失，鐵芯一般由一片片導磁材料疊合而成。

變壓器的損耗包括兩部分：銅損(PCU)：繞組導線電阻所致。磁滯損失：磁滯現象引起鐵芯發熱，造成的損失。渦流損失：交變磁通在鐵芯中產生的感應電流（渦流），造成的損失。鐵損()：PFE6.3.3變壓器的外特性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）6.4.1自耦變壓器ABP6.4特殊變壓器簡介

使用時，改變滑動端的位置，便可得到不同的輸出電壓。實驗室中用的調壓器就是根據此原理制作的。注意：原、副邊千萬不能對調使用，以防變壓器損壞。因為N變小時，磁通增大，電流會迅速增加。6.4.2電壓互感器：用低量程的電壓表測高電壓1.副邊不能短路，以防產生過流；2.鐵心、低壓繞組的一端接地，以防在絕緣損時，在副邊出現高壓。使用注意：VR

N1（匝數多）保險絲

N2（匝數少）~u（被測電壓）電壓表被測電壓=電壓表讀數

N1/N26.4.3電流互感器：用低量程的電流表測大電流（被測電流）N1（匝數少）N2（匝數多）ARi1i2電流表被測電流=電流表讀數

N2/N11.副邊不能開路，以防產生高電壓；2.鐵心、低壓繞組的一端接地，以防在絕緣損壞時，在副邊出現過