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磁场物理量、磁路及其基本定律1

磁场物理量、磁路及其基本定律1
磁场物理量、磁路及其基本定律1

磁场物理量、磁路及其基本定律

【教学内容】

1.磁场的基本物理量:磁感强度B、磁通φ、磁场强度H和磁

导率μ

2.磁性材料的磁性能

3.磁路及其基本定律

【教学方式】

讲授、启发、讨论

【教具】

直尺

【目的和要求】

1.了解磁场的基本物理量

2.了解磁性材料的磁性能

3.掌握磁路的基本定律

【重点和难点】

1.磁场的基本物理

2.磁路及其基本定律

【预习要求】

磁场和磁路的概念

【复习旧课】

提问:三相负载的联接方式有哪两种?各有什么特点?

【教学过程】

一、磁场的基本物理

1、磁感强度B

磁感强度是表示磁场内某点磁场强弱(磁力线多少)和磁场方向的物理量。它有方向,是矢量。

B=F/lI

式中:F是电磁力

l是导体的长度

I是通过磁体的电流

磁感强度的方向可用右手螺旋定律来确定,单位是特斯拉(T)

2、磁通φ

磁感强度与垂直于磁场方向的面积的乘积,称为通过这个面积的磁通。

φ=BS 或B=φ/S

单位:韦伯(Wb)

3、磁导率μ

磁导率是描述磁场介质导磁能力的物理量。

单位:亨利/米(H/m)

4、磁场强度H

H=B/μ或B=Hμ

磁场强度为磁场中某一点磁感强度与该点介质的磁导率的比值。

说明:磁场强度H只与电流大小、线圈匝数及该点位置有关,与这点介质的磁导率无关。它有单位是安/米(A/m)。

它是为了方便计算引入的物理量。

二、磁性材料的磁性能

导磁性:磁导率可达102~104,由铁磁材料组成的磁路磁阻很小,

在线圈中通入较小的电流即可获得较大的磁通。

磁饱和性:B不会随H的增强而无限增强,H增大到一定值时,B 不能继续增强。

磁滞性:铁心线圈中通过交变电流时,H的大小和方向都会改变,铁心在交变磁场中反复磁化,在反复磁化的过程中,B的变化总是滞后于H的变化。

磁化曲线 磁滞曲线

三、 磁路及其基本定律

磁路指由磁材料构成的磁通路径,它是一个闭合的曲线。 由磁感强度与励磁电流I 的关系

B =μNI/l=μH

可得

NI=Hl=Bl/μ=φl/μS

φ=NI l/μS =F/R m

式中

F 磁通势

R m 磁阻

l 磁路的平均长度

S 磁路的截面积

四、 课堂小结

1. 磁场的基本物理量

B 、φ、μ、H

2. 磁性材料的磁性能

3. 磁路的概念

4. 磁路的基本定律

【作业】

习题

5.03

H

交流铁心线圈与电磁铁

【教学内容】

1.交流铁心线圈的电磁关系

2.交流铁心线圈的电压电流关系

3.功率损耗

4.电磁铁

【教学方式】

讲授、启发、讨论

【教具】

直尺

【目的和要求】

1.了解铁心线圈的电磁关系

2.掌握电压电流关系

3.了解功率损耗和电磁铁的特点

【重点和难点】

1.铁心线圈的电磁关系

2.电压电流的关系

【预习要求】

铁心线圈的特征

【复习旧课】

提问:磁路的欧姆定律是什么?

【教学过程】

直流铁心线圈

铁心线圈

交流铁心线圈

一、电磁关系

上图是交流铁心线圈的电路图。

当线圈通有励磁电流,则在铁心中产生磁通势。它有两部分组成:主磁通φ和漏磁通φ

σ。

二、电压电流关系

电压和电流的关系可由KVL得到:

u+e+e

δ=Ri

式中e= -Ndφ/dt 是主磁电动势

e

δ= - Ndφδ/dt= -Lδdi/dt 是漏磁电动势

所以有:

u=Ri- eδ- e=Ri+ Lδdi/dt +(-e)

=u R+ uδ+ u1

用相量表示:

U。=RI。+(-E。δ)+(-E。)

=RI。+jXδI。+(-E。)

=U。R+ U。δ+ U。1

式中Xδ=ωL

δ称为漏磁感抗

若,主磁通φ=φm sinωt,则

e = -Ndφ/dt =2πfNφm sin(ωt-900)

=E m sin(ωt-900)

式中E m=2πfNφm是主磁通电动势的幅值,它的有效值为

E=E m /√2 =4.44fNφm

在一般情况下,线圈的电阻和感抗都很小,所以:

U。≈-E。=j4.44fNφm

U≈ E = 4.44fNφm

可见,当电压、频率、线圈匝数一定时,φm基本不变,即交流铁心线圈具有恒磁通性。

三、电磁铁

电磁铁通常有线圈、铁心和衔铁三个主要部分组成。

工作原理:

当线圈通电后,电磁铁的铁心被磁化,吸引衔铁动作带动其它机械装置发生联动;当电源断开后,电磁铁铁心的磁性消失,衔铁带动其它部件被释放。

分类:

直流电磁铁

交流电磁铁

应用:继电器、接触器等。

四、课堂小结

1.交流铁心线圈的电磁关系

2.交流铁心线圈的电压、电流关系

3.电磁铁的简单介绍

【作业】

5.10

磁场的基本物理量

河北经济管理学校教案 序号:1 编号:JL/JW/ 河北经济管理学校教案

为了描述不同物质的导磁能力,引入了磁导率这个物理量,磁导率的大小反映了物质导磁能力的强弱。物质导磁性能的强弱用磁导率来表示。磁导率的单位是:亨利/米(H/m)。不同的物质磁导率不同。在相同的条件下,磁导率值越大,磁感应强度 B 越大,磁场越强;磁导率值越小,磁感应强度 B 越小,磁场越弱。 4.磁场强度(重难点) 磁场中某点的磁场强度等于该点磁感应强度与介质磁导率的比值,用字母H 表示。 磁场强度 H 也是矢量,其方向与磁感应强度 B 同向,国际单 位是:安培/米 (A/m)。 必须注意:磁场中各点的磁场强度H 的大小只与产生磁场的电流I 的大小和导体的形状有关,与磁介质的性质无关。 计算举例(15min ) 1.如图所示是某磁场磁感线的分布,由图可知关于A 、B 两点的 磁场方向的说法中正确的是(BD) A .A 处的磁场比 B 处的强 B .A 处的磁场比B 处的弱 C .A 处的磁场方向与B 处的磁场方向相同 D .A 处的磁场方向与B 处的磁场方向不同 2.将条形磁铁从中间切断分成两半,然后再拉开一小段距离,如下图所示.如果在其空隙处O 点放置一个小磁针,小磁针的N 极将(A) 向左偏转 B .向右偏转 C .不会偏转 D .向上或向下偏转 3.磁铁在高温下或者受到敲击时会失去磁性,根据安培 的分子电流假说,其原因是(C) A .分子电流消失 B .分子电流取向变得大致相同 C .分子电流取向变得杂乱 D .分子电流减弱 解析:根据安培的分子电流假说,当分子电流取向变得大致相同时,对外显示磁性;当温度升高或者受到敲击时,分子运动加剧,分子电流变得紊乱无序,对外不显示磁性. 课堂小结(15min ) 本节课学习了磁场的基本物理量。 磁通:用来定量描述在磁场中一定面积上磁力线的分布情况 磁感应强度:是描述某一空间各点磁场的强弱和方向的物理量 磁导率:为了描述不同物质的导磁能力,引入了磁导率这个物理量 磁场强度:磁场中某点的磁场强度等于该点磁感应强度与介质磁导率的比值 五、布置作业(10min ) 课本P85自我测评2、3题 μ B H =

中职教学精品教案磁场的基本物理量

【课题名称】 5.2 磁场的基本物理量 【课时安排】 1课时(45分钟) 【教学目标】 1.了解磁通的物理概念,了解其在工程技术中的应用。 2.了解磁感应强度、磁导率和磁场强度的基本概念及其相互关系。【教学重点】 重点:磁通、磁感应强度、磁导率和磁场强度的基本概念 【教学难点】 难点:磁场强度的基本概念 【关键点】 磁通在工程技术中的应用 【教学方法】 多媒体演示法、讲授法、谈话法、理论联系实际法 【教具资源】 多媒体课件、大小磁铁 【教学过程】 一、导入新课 教师可现场演示或利用多媒体展示大小电磁铁吸引力比较的场景,并设置问题情境:巨大的电磁铁能吸起成万吨的钢铁,而小的磁铁只能吸起小铁钉,你知道这是为什么呢?进而引出本课的学习内容——磁场的基本物理量。 二、讲授新课 教学环节1:磁通的物理概念 教师活动:教师可利用多媒体展示大小电磁铁吸引力比较的场景,讲解磁场不仅有方向,而且有强弱,让学生明白磁通的物理概念,并介绍磁通在工程技术中的应用。 学生活动:学生在教师的引导与讲解下,学习、了解磁通的物理概念,了解其在工程技术中的应用。

知识点: 磁通:通过与磁场方向垂直的某一面积上的磁感线的总数,叫做通过该面积的磁通量,简称磁通,用字母Φ表示。 教学环节2:磁感应强度、磁导率和磁场强度的基本概念及其相互关系 教师活动:教师可利用多媒体展示,引导学生明白磁感应强度、磁导率和磁场强度的基本概念及其相互关系。 学生活动:学生在教师的引导下,认识、学习磁感应强度、磁导率和磁场强度的基本概念及其相互关系。 知识点: 1.磁感应强度。与磁场方向垂直的单位面积上的磁通,叫做磁感应强度,也称为磁通密度,用字母B 表示。 磁感应强度与磁通的关系:S B φ = 2.磁导率。磁导率就是一个用来表示媒介质导磁性能的物理量,用字母μ表示。任一物质的磁导率μ与真空磁导率0μ比值称为相对磁导率,用r μ表示。铁磁性物质的r μ远远大于1。 3.磁场强度。磁场中某点的磁场强度等于该点的磁感应强度与媒介质的磁导率μ的比值,用字母H 表示。即μB H = 。 三、课堂小结 1.磁通的物理概念。 2.磁感应强度、磁导率和磁场强度的基本概念及其相互关系。 四、课堂练习 教材中思考与练习第1、2题 五、课后作业 “学习辅导与练习”同步训练中的5.2

磁场的主要物理量教案

《磁场的主要物理量》课程教案

三、磁导率 μ 1.表示媒介质导磁性能的物理量。 μ 的单位是:亨利/米(H/m)。 不同的物质磁导率不同。在相同的条件下,μ 值越大,磁感应强度 B 越大,磁场越强;μ 值越小,磁感应强度 B 越小,磁场越弱。 2.真空中磁导率:μ0 = 4π ? 10-7 H / m 。 相对磁导率:μr = 0 μμ 3.根据相对磁导率 μr 的大小,可将物质分为三类: μr < 1 反磁性物质; μr > 1 顺磁性物质; μr >> 1 铁磁性物质。 前面两种为非铁磁性物质 μr ≈1,铁磁性物质 μ 不是常数。 四、磁场强度H 1.表示磁场的性质,与磁场内介质无关。 2.H = μ B 或 B = μ H = μ0 μr H 3.(1)磁场强度是矢量,方向和磁感应强度的方向一致。 (2)单位:安 / 米(A / m ) (3)磁场中各点的磁场强度H 的大小只与产生磁场的电流I 的大小和导体的形状有关,与磁介质的性质无关。 【例题1】如图,在磁感应强度大小为B 的磁场中垂直放置1根长为5m 的载流直导体,测得受到的电磁力为2N ,求磁感应强度B 。 极性 讲结合启学利所解实问题

解:B=F/IL=2/(2×5)=0.2T 【例题2】在磁感应强度为0.05T 的均匀磁场中,放置一个长、宽各为30cm 、20cm 的矩形线圈,试求线圈平面与磁场方向垂直时的磁通量。 解: Φ=BS=0.05×(0.3×0.2)=0.003Wb 1.描述磁场的四个主要物理量是____、____、______、和_____;它们的表示字母分别是____、____、_____和_____;它们的单位分别是____、____、____和____。 2.判断: (1)由B=F/IL 可知,B 与F 成正比,与IL 成反比. ( ) (2)由B=F/IL 可知,一小段通电导体在某处不受磁场力,说明此处一定无磁场. ( ) (3)通电导线在磁场中受力越大,说明磁场越强. ( ) 3.有关磁感应强度的方向,下列说法正确的是( ) A .B 的方向就是小磁针N 极所指的方向 B .B 的方向与小磁针在任何情况下N 极受力方向一致 C .B 的方向与小磁针在任何情况下S 极受力方向一致 D .B 的方向就是通电导线的受力方向 4.如图所示,套在条形磁铁外的三个线圈,其面积S 1>S 2= S 3,且 “3”线圈在磁铁的正中间。设各线圈中的磁通量依次为φ1、φ2、φ3则它们的大小关系是( ) A 、φ1>φ2>φ3 B 、φ1>φ2=φ3 C 、φ1<φ2<φ3 D 、φ1<φ2=φ 3 5.铁磁物质的相对磁导率是_______。 (A )μr <1 (B )μr >1 (C )μr >>1 (D )μr <<1 1、磁感应强度(磁通密度) B=F/IL 2、磁通量 Ф = BS 学思考讨论教进适点播让生纳结结论

第一节磁场基本物理量何铁磁性材料

第一节磁场基本物理量和铁磁性材料 一、电磁场的基本物理量 为了更好地理解磁场的基本性质,介绍四个常用的基本物理量,即磁感应强度B、通Φ、磁导率μ、磁场强度H。 1、磁感应强度B 磁感应强度B是反映磁场性质的参数.它的大小反映磁场强弱,它的方向就是磁场的方向. 若在磁场中某一区域,磁力线疏密一致,且方向相同,则称该区域为匀强磁场或均匀磁场.在均匀磁场内,磁感应强度处处相同。场 内某点磁力线的方向即磁感应强度的方向,磁力线的多少就表示磁感应强度的大小。 一载流导体在磁场中受电磁力的作用,如图3-1所示。电磁力的大小就与磁感应强度B、电流I、垂直于磁场的导体有效长度L成正比。公式为 F=BILsinα(3一1) 式中,α为磁场与导体的夹角;B为磁感应强度,单位是特斯拉(T),工程上也曾用高斯(Gs)。两个单位的大小关系是:1 Gs=10-4 T。 若α=90°,则 F=BIL (3一2) 电磁力的方向可用左手定则来确定。 2、磁通Φ

磁感应强度B和垂直于磁场方向的某一面积S的乘积称为该截面的磁通Φ。若磁场为匀强磁场,Φ的大小为: Φ= BS (3-3) 磁通Φ的单位为韦伯(Wb), 工程上过去常用麦克斯韦(Mx), 两个单位的大小关系是:1Mx=10-8Wb。 磁力线垂直穿过某一截面, 磁力线根数越多,就表明磁通越大; 磁通越大就表明在一定范围中磁场越强。由于磁力线是首尾闭合的曲线,所以穿入闭合面的磁力线数,必等于穿出闭合面的磁力线数,这就是磁通的连续性。 3、磁导率μ 磁导率μ是用来衡量磁介质磁性性能的物理量。 如图3-2所示一直导体,通电后在导体周围产生磁场,在导体附近一处X点的磁感应强度B与导体中的电流I及X点所处空间几何位置、磁介质μ有关。公式为: (3-4) 由式(3-4)可知磁导率μ越大,在同样的导体电流和几何位置下,磁场越强,磁感应强度B越大,磁介质的导磁性能越好。 不同的介质,磁导率μ也不同,例如真空中的磁导率μ0=4π×10-7H/m,一般磁介质的磁导率μ与真空中磁导率μ0的比值,称为相对磁导率,用表示μr表示,即 (3-5) 磁导率μ的单位为亨/米(H/m)。 根据相对磁导率不同,我们往往把材料分成三大类,第一类μr略小于1,称为逆磁材料,如铜、银等,第二类μr略大于1,如各类气体、非金属材料、铝等,这两类的的相对磁导率μr约等于1,所以常统称为非铁磁性材料;第三类为铁磁性物质,如铁、钴、镍及其合金等,它们的磁导率很高,相对磁导率μr远远大于1,可达几百到上万,所以电气设备如变压器、电机都将绕组套装在用铁磁性材料制成的铁心上。 需要注意的是,铁磁性物质的磁导率μ是个变量,它随磁场的强弱而变化。 4、磁场强度H 磁场强度H也是磁场的一个基本物理量。磁场内某点的磁场强度H等于该点磁感应强度B除以该点的磁导率μ,即 (3-6) 式中,H为磁场强度,单位为安/米(A/m) 由图3-2可知X点的磁场强度H为

磁路的基本概念和基本定律

磁路的基本概念和基本定律 在很多电工设备(象变压器、电机、电磁铁等)中,不仅有电路的问题,同时还有磁路的问题,这一章,我们就学习磁的相关知识。 一、磁铁及其性质:人们把物体能够吸引铁、钴等金属及其合金的性质叫做磁性,把具有磁性的物体叫做磁体(磁铁)。磁体两端磁性最强的区域叫磁极。任何磁体都具有两个磁极,而且无论把磁体怎样分割总保持有两个异性磁极,也就是说,N极和S极总是成对出现的。与电荷间的相互作用力相似,磁极间也存在相互的作用力,且同极性相互排斥,异极性相互吸引。 1.1磁场与磁感应线 磁铁周围和电流周围都存在磁场。磁场具有力和能的特征。磁感应线能形象地描述磁场。它们是互不交叉的闭合曲线,在磁体外部有N极指向S极,在磁体内部由S极指向N极,磁感应线上某点的切线方向表示该点的磁场方向,其疏密程度表示磁场的强弱。 1.2描述磁场的物理量: 磁感应强度B:在磁场中垂直于磁场方向的通电导线所受电磁力F与电流I和导线有效长度L的乘积IL的比值即为该处的磁感应强度,即B=F/IL,单位:特斯拉。磁感应强度是表示磁场中某点磁场强弱和方向的物理量,它是一个矢量,它与电流之间的方向关系可用右手螺旋定则来确定。 磁通∮:磁感应强度B和与它垂直方向的某一截面积S的乘积,称为通过该面积的磁通,即∮=BS,由上式可知,磁感应强度在数值上可以看作与磁场方向相垂直的单位面积所通过的磁通,故又称为磁通密度,单位是伏.秒,通常称为“韦”。磁通∮是描述磁场在空间分布的物理量。 磁导率u是说明媒体介质导磁性能的物理量。 1.3定则 电流与其产生磁场的方向可用安培定则(又称右手螺旋法则)来判断。安培定则既适用于判断电流产生的磁场方向,也可用于在已知磁场方向时判断电流的方向。 1.直线电流产生的磁场,以右手拇指的指向表示电流方向,弯曲四指的指向即为磁 场方向。 2.环形电流产生的磁场:以右手弯曲的四指表示电流方向,拇指所指的方向即为磁 场方向。 3.通电导体在磁场内的受力方向,用左手定则来判断。平伸左手,使拇指垂直其余四指,手心正对磁场的方向,四指指向表示电流方向,则拇指的指向就是通电导体的受力方向。可用下式来表示:

磁性材料和磁路基本定律

磁性材料和磁路基本定律 一、开关电源中的磁性材料 ?开关电源离不开磁性材料(Magnetic materials) ?磁性材料主要用于电路中的变压器、扼流圈(包括谐振电感器)中 1、真空磁导率为1.0,空气、纸和铜等非磁性材料具有相同等级的磁导率,铁、镍、钴及 其合金材料具有高的磁导率,有时达到几十万 Ac—cm2(截面积) MPL—cm(磁通的有效长度Magnetic Path Length) 2、磁心比空心线圈的另一个优点是磁路长度(MPL)易于确定,并且磁通除紧靠绕组附近 外,基本局限于磁心部分 Load 28 0.410 () c e N A L H MPL πμ- ? =

复杂的单位制:厘米—克—秒(cgs)单位制,米—千克—秒(mks)单位制,混合英制

两个重要问题 1. 磁性材料的磁饱和问题:如果磁路饱和,会导致变压器电量传递畸变,使得电感器电感 量减小等。对于电源来说,有效电感量的减小,电源输出纹波将增加,并且通过开关管的峰值电流将增加。这样可能使得开关管的工作点超出安全工作区,从而造成开关管寿命的缩短或损坏。 2. 磁性材料的居里点(居里温度) (Curie Temperature):在这一温度下,材料的磁特性 会发生急剧变化。特别是该材料会从强磁物质变成顺磁性物质,即磁导率迅速减小几个数量级。实际上,它几乎转变为和空气磁芯等效。一些铁氧体(ferrites)的居里点可以低到130oC 左右。因此一定要注意磁性材料的工作温度。 简单的说就是两个问题: 1.磁饱和——引起电感量减小 2.居里温度——磁导率减小 例如:环形线圈如图,其中媒质是均匀的, 试计算线圈内部各点的磁场强度。 取磁通作为闭合回线,以 其 方向作为回线的围绕方向,则有: 故有: 线圈匝数与电流的乘积NI ,称为磁通势,用字母 F 表示,则 有 F = NI 磁通由磁通势产生,磁通势的单位是安[培]。 相应点的磁感应强度为 由上例可见,磁场内某点的磁场强度 H 只与电流大小、线圈匝数、以及该点的几何位置有关 与磁场媒质的磁性(μ) 无关;而磁感应强度 B 与磁场媒质的磁性有关。 BS φ= B u H = x NI H L = 这三者都存在线性关系Φ∝B ∝H ∝I ,所以 磁通量的推导公式: x *u *** F = L u x m NI B S H S u S L F F R S φ==== =Λ Φ H x H l I d =∑ ??x x x H l H l H 2x d π==???I NI =∑ x H 2πx NI ?=x x NI NI H 2πx l ==x x x NI B H l μμ ==

磁路的基本定律

第一章磁路 第一节磁路的基本定律 磁场是机电能量转换的媒介,磁场所经过的路径成为磁路,工程中经常把磁场问题简化成磁路来处理。 一、磁路的概念 主磁通 / ----- —11 t, I I if ------ ______ / 上磁通漏磁通 b) a) 上图分别是变压器和直流电机的磁路。 主磁通,漏磁通,主磁路,漏磁路 总结:初步了解变压器和直流电机的磁路。、磁场的几个常用物理量 1磁感应强度B :又称为磁密,表示磁场强度和大小的物理量, 2.磁通①:垂直通过某截面的磁力线的总和,Wb 3 .磁场强度H :磁场计算时引用的物理量,A/m 4.磁势F:磁场计算时引用的物理量,A 关系:B=卩H ,①=B.A , F=Hl 可以结合第一部分谈。 2 Wb/m 总结:这四个物理量的定义和相互关系。 三、磁路的基本定律 1.安培环路定律 磁场强度H沿任何一条封闭的回路的线积分等于该回路所包围的电流的代数和。 ^Hdl =送i 当回路中的H处处相等时,有HL= S i 漏磁通

2.磁路的欧姆定律 通过某段磁路的磁通等于该磁路两端的磁势除于该段磁路的磁阻 -Rm 可从安培环路定律推导。 3.磁路的基尔霍夫第一定律 2:①=0 表明磁通是连续的。如右图,有 4.磁路的基尔霍夫第二定律 3 N^Z Hklk 二H1I1 +H2I2 +H护 k壬 5. (1) e=BIv 方向由右手定则确定。 d* (2) e = —N —— dt 正方向的定义有规则。 电磁感应定律 6.电磁力定律 (1)f=Bil 方向由左手定则确定。 (2) 方向总是吸引的。 [例1-1] 总结:熟悉这六个磁路的基本定律。 ◎A £ ^2

磁场物理量、磁路及其基本定律1

磁场物理量、磁路及其基本定律 【教学内容】 1.磁场的基本物理量:磁感强度B、磁通φ、磁场强度H和磁 导率μ 2.磁性材料的磁性能 3.磁路及其基本定律 【教学方式】 讲授、启发、讨论 【教具】 直尺 【目的和要求】 1.了解磁场的基本物理量 2.了解磁性材料的磁性能 3.掌握磁路的基本定律 【重点和难点】 1.磁场的基本物理 2.磁路及其基本定律 【预习要求】 磁场和磁路的概念 【复习旧课】 提问:三相负载的联接方式有哪两种?各有什么特点? 【教学过程】 一、磁场的基本物理 1、磁感强度B 磁感强度是表示磁场内某点磁场强弱(磁力线多少)和磁场方向的物理量。它有方向,是矢量。 B=F/lI 式中:F是电磁力 l是导体的长度

I是通过磁体的电流 磁感强度的方向可用右手螺旋定律来确定,单位是特斯拉(T) 2、磁通φ 磁感强度与垂直于磁场方向的面积的乘积,称为通过这个面积的磁通。 φ=BS 或B=φ/S 单位:韦伯(Wb) 3、磁导率μ 磁导率是描述磁场介质导磁能力的物理量。 单位:亨利/米(H/m) 4、磁场强度H H=B/μ或B=Hμ 磁场强度为磁场中某一点磁感强度与该点介质的磁导率的比值。 说明:磁场强度H只与电流大小、线圈匝数及该点位置有关,与这点介质的磁导率无关。它有单位是安/米(A/m)。 它是为了方便计算引入的物理量。 二、磁性材料的磁性能 导磁性:磁导率可达102~104,由铁磁材料组成的磁路磁阻很小, 在线圈中通入较小的电流即可获得较大的磁通。 磁饱和性:B不会随H的增强而无限增强,H增大到一定值时,B 不能继续增强。 磁滞性:铁心线圈中通过交变电流时,H的大小和方向都会改变,铁心在交变磁场中反复磁化,在反复磁化的过程中,B的变化总是滞后于H的变化。

第二节磁路基本定律

第二节磁路基本定律 电流能产生磁场,磁场在一定条件下的又能产生电,二者密不可分,许多电气设备的工作原理都是基于电磁的相互作用。如变压器、交流电动机等。与流经电流的电路相似,流经磁通的磁路也要遵循一定的规律,如磁路的欧姆定律等。 为了获得较大的磁场,许多电气设备和测量仪表都采用了高磁导率的铁磁性材料作铁心,使磁通几乎全部从铁心中穿过而形成一个闭合路径, 工程上把这种约束在铁心及其气隙所限定的范围内的磁通路径就称为磁路。图3-10(a)、(b)给出了二极直流电机、变压器的磁路示意图,虚线表示磁通路径。 二极直流电机的磁路中有空气隙和分支,变压器的磁路中无空气隙、无分支。 一、磁路的欧姆定律 设一段磁路长L,磁路截面积为S,磁力线均匀分布于横截面上,那么磁感应强度B磁场强度H、磁导率μ之间的相互关系为: 由于铁磁材料的磁导率μ很大且不是常数,所以铁磁材料的磁阻是非线性的,数值很小;空气隙的磁导率μ0很小而且是常数,所以空气隙中的磁阻是线性的,数值很大。此公式称为磁路的欧姆定律,是磁路进行分析与计算所要遵循的的基本定律。 由于铁磁材料的磁阻是非线性的,所以磁路的欧姆定律多用于对磁路的定性分析。 一个闭合磁路通常是由几段截面积S不同或者材料不同(μ不同,比如空气隙与铁磁材料)的磁路构成,而且铁磁材料的磁导率μ不是常数。因此要分析磁路,就必须首先对磁路进行分段处理。分段的原则是磁路中截面积S与材料相同的磁路分为一段。下面通过举例说明。 例3-1如图3-11为一无分支磁路,试对磁路进行分段。 解:根据材料、截面积的不同磁路分为三段:

二、磁路的基尔霍夫磁通定律 如图3-12为一磁路,设在磁路分支处作一闭合面S,则穿过此闭合面的磁通应满足磁通连续性原理,即为 φ1=φ2+φ3 写成一般形式为: ∑φ=0(3-15) 上两式表明对于任一闭合面,穿出闭合面的磁通等于穿入闭合面的磁通。也可

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