磁路與鐵芯線圈電路講義2011.11.22

1、《電工基礎(chǔ)電工基礎(chǔ)》》磁路與鐵芯線圈電路磁路與鐵芯線圈電路一、磁路及基本物理量一、磁路及基本物理量1.1.磁路：磁路：磁通通過(guò)的閉合路徑。由于鐵磁材料是良導(dǎo)磁物質(zhì)，所以它的磁導(dǎo)率比其他物質(zhì)的磁導(dǎo)率大得多，能把分散的磁場(chǎng)集中起來(lái)，使磁力線絕大部分經(jīng)過(guò)鐵芯而形成閉合的磁路.2.2.磁場(chǎng)的基本物理量磁場(chǎng)的基本物理量（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度）磁感應(yīng)強(qiáng)度B國(guó)際單位為特斯拉，簡(jiǎn)稱特（T）磁感應(yīng)強(qiáng)度B是表示空間某點(diǎn)磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量，其大小可用通過(guò)垂直于

2、磁場(chǎng)方向的單位面積內(nèi)磁力線的數(shù)目來(lái)表示。由電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向可用右手螺旋法則確定。（2）磁通）磁通Φ國(guó)際單位為韋伯（Wb）磁感應(yīng)強(qiáng)度B與垂直于磁力線方向的面積S的乘積稱為穿過(guò)該面的磁通Φ，即Φ=BS。磁通Φ又表示穿過(guò)某一截面S的磁力線根數(shù)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B在數(shù)值上可以看成與磁場(chǎng)方向相垂直的單位面積所通過(guò)的磁通，故又稱磁通密度。（3）磁場(chǎng)強(qiáng)度）磁場(chǎng)強(qiáng)度H國(guó)際單位是安培米（Am）。磁場(chǎng)強(qiáng)度沿任一閉合路徑l的線積分等于此閉合路徑所包圍的電流的代數(shù)

3、和。磁場(chǎng)強(qiáng)度H的它的方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向相同。（4）磁導(dǎo)率）磁導(dǎo)率μ國(guó)際單位為亨米（Hm）。磁導(dǎo)率μ是用來(lái)表示物質(zhì)導(dǎo)磁性能的物理量，某介質(zhì)的磁導(dǎo)率是指該介質(zhì)中磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)強(qiáng)度的比值，即μ=BH。自然界的物質(zhì)，就導(dǎo)磁性能而言，可分為鐵磁物質(zhì)和非鐵磁物質(zhì)兩大類。非鐵磁物質(zhì)和空氣的磁導(dǎo)率與真空磁導(dǎo)率0?很接近，70104?????Hm。3.3.磁性材料與磁滯回線磁性材料與磁滯回線（1）磁性材料的分類）磁性材料的分類物質(zhì)按其導(dǎo)磁性能大體

4、上分為磁性材料和非磁性材料兩大類。磁性材料主要是指鐵、鎳、鈷及其合金而言，其具有高導(dǎo)磁性、磁飽和性和磁滯性的特點(diǎn)，按磁化特性的不同，鐵磁性材料可以分成三種類型。1）軟磁材料。具有較小的矯頑力，磁滯回線較窄。一般用來(lái)制造電機(jī)、電器及變壓器等的鐵心。常用的有鑄鐵、硅鋼、坡莫合金及鐵氧體等。鐵氧體在電子技術(shù)中應(yīng)用也很廣泛，可做計(jì)算機(jī)的磁心，磁鼓以及錄音機(jī)的磁帶、磁頭。2）硬磁性材料——永磁材料。具有較大的矯頑力，磁滯回線較寬。一般用來(lái)制造永久

5、磁鐵。常用的有碳鋼、鈷鋼及鐵鎳鋁鈷合金等。得：由于電源電壓與產(chǎn)生的磁通同頻變化，設(shè)Φ=Φmsinωt，則u=ωNΦmsin（ωt90）=2πfNΦmsin（ωt90）電壓的有效值為U=4.44fNΦm即當(dāng)鐵芯線圈上加以正弦交流電壓時(shí)，鐵芯線圈中的磁通也是按正弦規(guī)律變化。在相位上，電壓超前于磁通90在數(shù)值上，端電壓有效值為U=4.44fNΦm。在交流磁通作用下，鐵芯中有能量損耗，稱為鐵損。鐵損主要由兩部分組成：（1）渦流損耗。渦流在鐵芯內(nèi)

6、部流動(dòng)時(shí)，在所經(jīng)回路的導(dǎo)體電阻上產(chǎn)生的能量損耗。減少途經(jīng)：一是采用較薄的硅鋼片疊成鐵芯，二是提高鐵芯材料電阻率。（2）磁滯損耗?？朔鞣N阻滯作用而消耗的那部分能量。其一般轉(zhuǎn)化為熱能使貼磁材料發(fā)熱。減少途經(jīng)是采用軟磁材料。2.2.電磁鐵電磁鐵電磁鐵是利用載流鐵芯線圈產(chǎn)生的電磁吸力來(lái)操縱機(jī)械裝置，以完成預(yù)期動(dòng)作的一種電器。它是將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的一種電磁元件。電磁鐵主要由線圈、鐵芯及銜鐵三部分組成，鐵芯和銜鐵一般用軟磁材料制成。鐵芯一般是靜