《電工學(xué)第六章》PPT課件

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1、第6章磁路與鐵心線圈電路6.2磁性材料的磁性能6.5變壓器6.6電磁鐵6.1磁場(chǎng)的基本物理量6.3磁路及其基本定律6.4交流鐵心線圈電路2.了解變壓器的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、運(yùn)行特性和繞組的同極性端，理解變壓器額定值的意義；3.掌握變壓器電壓、電流和阻抗變換作用；4.了解三相電壓的變換方法；本章要求：第6章磁路與鐵心線圈電路5.了解電磁鐵的基本工作原理及其應(yīng)用知識(shí)。1.理解磁場(chǎng)的基本物理量的意義，了解磁性材料的基本知識(shí)及磁路的基本定律，會(huì)分析計(jì)算交流鐵心線圈電路；6.1磁路及其分析方法1.磁感應(yīng)強(qiáng)度

2、磁感應(yīng)強(qiáng)度B:表示磁場(chǎng)內(nèi)某點(diǎn)磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量。磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小:磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向:與電流的方向之間符合右手螺旋定則。磁感應(yīng)強(qiáng)度B的單位:特斯拉(T)，1T=1Wb/m2均勻磁場(chǎng):各點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同的磁場(chǎng)，也稱勻強(qiáng)磁場(chǎng)。6.1.1磁場(chǎng)的基本物理量2.磁通磁通?：穿過垂直于B方向的面積S中的磁力線總數(shù)。說明:如果不是均勻磁場(chǎng)，則取B的平均值。在均勻磁場(chǎng)中?=BS或B=?/S磁感應(yīng)強(qiáng)度B在數(shù)值上可以看成為與磁場(chǎng)方向垂直的單位面積所通過的磁通,故又稱磁通密度。磁通?的單位:韋[伯

3、](Wb)1Wb=1V·s3.磁場(chǎng)強(qiáng)度磁場(chǎng)強(qiáng)度H：介質(zhì)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與介質(zhì)磁導(dǎo)率?之比。磁場(chǎng)強(qiáng)度H的單位：安培/米（A/m)任意選定一個(gè)閉合回線的圍繞方向，凡是電流方向與閉合回線圍繞方向之間符合右螺旋定則的電流作為正、反之為負(fù)。式中：是磁場(chǎng)強(qiáng)度矢量沿任意閉合線(常取磁通作為閉合回線)的線積分；?I是穿過閉合回線所圍面積的電流的代數(shù)和。安培環(huán)路定律電流正負(fù)的規(guī)定：安培環(huán)路定律（全電流定律）I1HI2安培環(huán)路定律將電流與磁場(chǎng)強(qiáng)度聯(lián)系起來。在均勻磁場(chǎng)中Hl=IN例:環(huán)形線圈如圖，其中媒質(zhì)是均勻的，

4、試計(jì)算線圈內(nèi)部各點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)度。解:取磁通作為閉合回線，以其方向作為回線的圍繞方向，則有：Sx?HxIN匝線圈匝數(shù)與電流的乘積NI，稱為磁通勢(shì)，用字母F表示，則有F=NI磁通由磁通勢(shì)產(chǎn)生，磁通勢(shì)的單位是安[培]。式中：N線圈匝數(shù)；lx=2?x是半徑為x的圓周長；Hx半徑x處的磁場(chǎng)強(qiáng)度；NI為線圈匝數(shù)與電流的乘積。故得：Sx?HxIN匝真空的磁導(dǎo)率為常數(shù)，用?0表示，有：4.磁導(dǎo)率磁導(dǎo)率?：表示磁場(chǎng)媒質(zhì)磁性的物理量，衡量物質(zhì)的導(dǎo)磁能力。相對(duì)磁導(dǎo)率?r：任一種物質(zhì)的磁導(dǎo)率?和真空的磁導(dǎo)率?0的比值。磁導(dǎo)

5、率?的單位：亨/米（H/m）例：環(huán)形線圈如圖，其中媒質(zhì)是均勻的，磁導(dǎo)率為?，試計(jì)算線圈內(nèi)部各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。解：半徑為x處各點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)度為故相應(yīng)點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度為Sx?HxIN匝由上例可見,磁場(chǎng)內(nèi)某點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)度H只與電流大小、線圈匝數(shù)、以及該點(diǎn)的幾何位置有關(guān)，與磁場(chǎng)媒質(zhì)的磁性(?)無關(guān)；而磁感應(yīng)強(qiáng)度B與磁場(chǎng)媒質(zhì)的磁性有關(guān)。物質(zhì)的磁性1.非磁性物質(zhì)非磁性物質(zhì)分子電流的磁場(chǎng)方向雜亂無章，幾乎不受外磁場(chǎng)的影響而互相抵消，不具有磁化特性。非磁性材料的磁導(dǎo)率都是常數(shù)，有：所以磁通?與產(chǎn)生此磁通的電流I成正比，呈

6、線性關(guān)系。當(dāng)磁場(chǎng)媒質(zhì)是非磁性材料時(shí)，有：即B與H成正比，呈線性關(guān)系。由于OHB???0?r?1B=?0H(?)(I)2.磁性物質(zhì)磁性物質(zhì)內(nèi)部形成許多小區(qū)域，其分子間存在的一種特殊的作用力使每一區(qū)域內(nèi)的分子磁場(chǎng)排列整齊，顯示磁性，稱這些小區(qū)域?yàn)榇女?。在外磁?chǎng)作用下，磁疇方向發(fā)生變化，使之與外磁場(chǎng)方向趨于一致，物質(zhì)整體顯示出磁性來，稱為磁化。即磁性物質(zhì)能被磁化。磁疇外磁場(chǎng)在沒有外磁場(chǎng)作用的普通磁性物質(zhì)中，各個(gè)磁疇排列雜亂無章，磁場(chǎng)互相抵消，整體對(duì)外不顯磁性。磁疇6.1.2磁性材料的磁性能1.高導(dǎo)磁性磁

7、性材料的磁導(dǎo)率通常都很高，即?r??1(如坡莫合金，其?r可達(dá)2?105)。磁性材料能被強(qiáng)烈的磁化，具有很高的導(dǎo)磁性能。磁性材料主要指鐵、鎳、鈷及其合金等。磁性物質(zhì)的高導(dǎo)磁性被廣泛地應(yīng)用于電工設(shè)備中，如電機(jī)、變壓器及各種鐵磁元件的線圈中都放有鐵心。磁性物質(zhì)的高導(dǎo)磁性被廣泛地應(yīng)用于電工設(shè)備中，如電機(jī)、變壓器及各種鐵磁元件的線圈中都放有鐵心。在這種具有鐵心的線圈中通入不太大的勵(lì)磁電流，便可以產(chǎn)生較大的磁通和磁感應(yīng)強(qiáng)度。磁性物質(zhì)由于磁化所產(chǎn)生的磁化磁場(chǎng)不會(huì)隨著外磁場(chǎng)的增強(qiáng)而無限的增強(qiáng)。2.磁飽和性BJ磁

8、場(chǎng)內(nèi)磁性物質(zhì)的磁化磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度曲線；B0磁場(chǎng)內(nèi)不存在磁性物質(zhì)時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度直線；BBJ曲線和B0直線的縱坐標(biāo)相加即磁場(chǎng)的B-H磁化曲線。OHBB0BJB?a?b磁化曲線磁性物質(zhì)由于磁化所產(chǎn)生的磁化磁場(chǎng)不會(huì)隨著外磁場(chǎng)的增強(qiáng)而無限的增強(qiáng)。當(dāng)外磁場(chǎng)增大到一定程度時(shí)，磁性物質(zhì)的全部磁疇的磁場(chǎng)方向都轉(zhuǎn)向與外部磁場(chǎng)方向一致，磁化磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度將趨向某一定值。如圖。B-H磁化曲線的特征：Oa段：B與H幾乎成正比地增加；ab段：B的增加緩慢下來；b點(diǎn)以后：B增加很少，達(dá)到飽和。OHBB0BJ