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第第五章磁五章磁 路路 5-1磁场的基本物理量磁场的基本物理量 I磁路磁路磁动势磁动势F 由他产生磁通由他产生磁通 FN I 磁通磁通 穿过某一截面的磁力线总和穿过某一截面的磁力线总和 Rm称为称为磁阻磁阻，表示表示磁路对磁通具有阻碍作用的物理量磁路对磁通具有阻碍作用的物理量。磁感应强度磁感应强度B 表示磁场内某点的磁场强弱和方向的物理量。表示磁场内某点的磁场强弱和方向的物理量。他与电流之间的方向关系可用右螺旋定则来确定。他与电流之间的方向关系可用右螺旋定则来确定。如果磁场内各点的磁感应强度的大小相等，方向相同，这如果磁场内各点的磁感应强度的大小相等，方向相同，这样的磁场则称为均匀磁场。样的磁场则称为均匀磁场。磁场强度磁场强度H 作用在磁路单位平均长度上的磁动势。作用在磁路单位平均长度上的磁动势。相对磁导率相对磁导率 任何一种物质的磁导率任何一种物质的磁导率和真空的磁导率和真空的磁导率0的比值的比值 04107(H/m)真空磁导率真空磁导率 5-2 磁性材料磁性材料 磁性材料主要是指铁、镍、钴及其合金。磁性材料主要是指铁、镍、钴及其合金。当当F、l一定时，一定时，H常数常数,即即:不论铁心采用哪种材料制成不论铁心采用哪种材料制成,磁场强度磁场强度H总是不变的总是不变的。磁导率磁导率：的大小与材料所处在的磁场强度的大小与材料所处在的磁场强度H有关，他随有关，他随H而变而变化。见化。见 H曲线。曲线。磁化曲线磁化曲线BH：Bf(H)磁化曲线磁化曲线 f(H)H曲线曲线0 BHBH 表示铁磁性材料的磁化性能的曲线。表示铁磁性材料的磁化性能的曲线。磁滞现象磁滞现象 当磁化电流为交变电流时，设磁性材料没有被磁化过：当磁化电流为交变电流时，设磁性材料没有被磁化过：H0BBrBmHmHmBrBmHHm0 BBmBr H0Hm B0Bm H0Hm BBrBm HHm0 BBmBrH0Hm BBrBm 磁滞回线磁滞回线 H0BBrBmHmHmBrBm 可见，磁感应强度可见，磁感应强度B的的变化总是滞后于磁场强度变化总是滞后于磁场强度H的变的变化化，这种现象叫做，这种现象叫做磁滞现象磁滞现象。描述上述过程的闭合曲线叫描述上述过程的闭合曲线叫磁滞回线磁滞回线。基本磁化曲线基本磁化曲线 H0BH0B0HB永磁材料永磁材料 软磁材料软磁材料矩磁材料矩磁材料 5-3 磁路的计算磁路的计算 安培环路定律：安培环路定律：任何磁场都是由电流产生的，安培环路定律就是任何磁场都是由电流产生的，安培环路定律就是描述激磁电流与磁场之间的关系。描述激磁电流与磁场之间的关系。磁路欧姆定律磁路欧姆定律 与电路的欧姆定律在形式上相似。与电路的欧姆定律在形式上相似。磁路基尔霍夫定律磁路基尔霍夫定律 在磁路中，磁势等于各段上磁压之和。在磁路中，磁势等于各段上磁压之和。HL NI 例：例：一闭合均匀铁心磁路，线圈匝数一闭合均匀铁心磁路，线圈匝数N300匝，磁路平均长度匝，磁路平均长度L0.45m，T的磁感应强度的磁感应强度B。试求：。试求：当磁路用铸铁材料时，线当磁路用铸铁材料时，线圈中励磁电流圈中励磁电流I；当用硅钢片时，线圈中励磁电流当用硅钢片时，线圈中励磁电流I。解：解：从从BH磁化曲线上查出磁场强度磁化曲线上查出磁场强度 H铸铸9000A/mH硅硅260A/m 励磁电流励磁电流I 在不同材料的磁路中要得到同样大小的磁感应强在不同材料的磁路中要得到同样大小的磁感应强度，所需的励电流大小不同，而且相差很大。度，所需的励电流大小不同，而且相差很大。可见采用高导磁材料做铁心，材料用量下降，设备体积相应可见采用高导磁材料做铁心，材料用量下降，设备体积相应减少。减少。5-4 交流磁路交流磁路 讨论目的：讨论目的：用一个不含铁心等效电路来置换铁心线圈和铁心中用一个不含铁心等效电路来置换铁心线圈和铁心中发生的物理过程发生的物理过程，使含有铁心磁路的电路简化为单纯的使含有铁心磁路的电路简化为单纯的电路电路问题问题。iRuxuuRu=-eR 线圈电阻线圈电阻X 线圈感抗，线圈感抗，由由漏磁通引起。漏磁通引起。等效电路等效电路iRuxuuRu=-eiuuRuRXu=-eR0X 0R 线圈电阻线圈电阻X 线圈感抗，线圈感抗，由由漏磁通引起。漏磁通引起。R0 铁心损耗铁心损耗的等效电阻的等效电阻 X0 铁心中能量储放铁心中能量储放的等效感抗的等效感抗 设计电机和变压器的重要公式设计电机和变压器的重要公式 X 在线圈中产生的电压很小在线圈中产生的电压很小u一般没有考虑。一般没有考虑。又又 uRu uR也忽略也忽略 iuuRuRXu=-eR0X 0设：设：u(t)Umcost 设计电机和变压器的重要公式设计电机和变压器的重要公式iuuRuRXu=-eR0X 0故：故：