《电工学》课程教学资源（PPT课件）第06章 磁路与变压器

第六章 磁路与变压器

第六章 磁路与变压器

在很多电工设备中（变压器、电磁 铁、电工测量仪表、电机等)，不仅有 电路问题，同时还有磁路问题，只有同 时掌握了电路和磁路的基本理论，才能 对各种电工设备做全面的分析

在很多电工设备中（变压器、电磁 铁、电工测量仪表、电机等），不仅有 电路问题，同时还有磁路问题，只有同 时掌握了电路和磁路的基本理论，才能 对各种电工设备做全面的分析

§1磁场的基本物理量 1磁感应强度B 磁感应强度B是用来表示磁场内某点磁场强弱 和方向的物理量。它是一个矢量。 B的大小◆ B=F/I 单位 特斯拉(T) B的方向 可用右手螺旋定则来判断 如果磁场内各点的磁感应强度B,大小 相等、方向相同，则称为均匀磁场

§1 磁场的基本物理量 1 磁感应强度B 磁感应强度B是用来表示磁场内某点磁场强弱 和方向的物理量。它是一个矢量。 I B 如果磁场内各点的磁感应强度B，大小 相等、方向相同，则称为均匀磁场。 B的大小 B=F / I l B的方向 可用右手螺旋定则来判断 单位 特斯拉（T）

2磁通中 磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积S的乘 积，称为通过该面积的磁通Φ。 用公式表示◆Φ=BS◆ B=ΦS 磁感应强度B在数值上也等于与 磁场方向相垂直的单位面积所通过的 磁通。磁感应强度又称为磁通密度。 的单位→韦伯(Wb)→1T=1Wb/m2 通常用磁力线来描述磁场，使磁力线的疏密反 映磁感应强度的大小。显然，通过某一面积的磁力 线疏密也反映了通过该面积的磁通的大小。 由于磁通的连续性，磁力线总是闭合的空间曲线

2 磁通 磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积 S的乘 积，称为通过该面积的磁通。 磁感应强度B在数值上也等于与 磁场方向相垂直的单位面积所通过的 磁通。磁感应强度又称为磁通密度。 用公式表示  =BS B=  /S S  通常用磁力线来描述磁场，使磁力线的疏密反 映磁感应强度的大小。显然，通过某一面积的磁力 线疏密也反映了通过该面积的磁通的大小。 的单位 韦伯（Wb） 1T=1Wb/m2 由于磁通的连续性，磁力线总是闭合的空间曲线

3磁导率4 磁导率山是一个用来表示磁场媒质磁性的物理量，也 是用来衡量物质导磁能力的物理量。 实验测出，真空的磁导率为常数 4=4元X10-7 磁导率的单位◆亨米(H/m) 一般将其它任意一种物质的磁导率与真空的磁导率 作比较，定义 4,=μ ◆山，称为相对磁导率 自然界的物质按磁导 率的大小，分为磁性 非磁性材料：μF、,1 材料和非磁性材料。 磁性材料：>>、4，>1

3 磁导率 磁导率是一个用来表示磁场媒质磁性的物理量，也 是用来衡量物质导磁能力的物理量。 实验测出，真空的磁导率0为常数 0=4×10-7 磁导率的单位 亨/米（H/m） 一般将其它任意一种物质的磁导率与真空的磁导率 0作比较，定义 r = /0 r 称为相对磁导率 非磁性材料：≈0 、r≈ 1 磁性材料：>>0 、r >>1 自然界的物质按磁导 率的大小，分为磁性 材料和非磁性材料

4磁场强度H 磁场强度H是计算磁场时所引用的一个物理量，它也 是一个矢量。 H=B/μ◆B=H B:特斯拉 单位：了4：亨/米 、:安/米(A/m

4 磁场强度H 磁场强度H是计算磁场时所引用的一个物理量，它也 是一个矢量。 单位： B ：特斯拉  ：亨/米 H：安/米(A/m) H=B / B=H

§2磁性材料的磁性能 1高导磁性 磁性材料的磁导率很高，可达数百、数千、乃至数万，这就使 它们具有强烈的能被磁化的特性。这种特性是由其内部结构的特殊 性所决定的。 在没有外磁场作用时， 在外磁场作用下，磁畴顺 磁畴排列混乱，磁性 外磁场方向排列，从而形 相互抵消，对外显示 成了一个很强的与外磁场 不出磁性。 同方向的磁化磁场

§2 磁性材料的磁性能 1 高导磁性 磁性材料的磁导率很高，可达数百、数千、乃至数万，这就使 它们具有强烈的能被磁化的特性。这种特性是由其内部结构的特殊 性所决定的。 在没有外磁场作用时， 磁畴排列混乱，磁性 相互抵消，对外显示 不出磁性。 在外磁场作用下，磁畴顺 外磁场方向排列，从而形 成了一个很强的与外磁场 同方向的磁化磁场

2磁饱和性 磁性材料由于磁化所产生的磁化磁场不会随外磁场的增强而无 限地增强。当外磁场达到一定值时，全部磁畴都转向与外磁场的方 向一致，这时磁化磁场基本上不会随外磁场的增强而增强，这就是 磁饱和性。 B B-H u-H Bo-H

2 磁饱和性 磁性材料由于磁化所产生的磁化磁场不会随外磁场的增强而无 限地增强。当外磁场达到一定值时，全部磁畴都转向与外磁场的方 向一致，这时磁化磁场基本上不会随外磁场的增强而增强，这就是 磁饱和性。 o a b c d H B B-H  -H B0 -H

◆B →ΦS B=uH H ↑B B-I Φ a H

o a b c d H B B-H I  /S H B B=H o a b c d I   - I

3磁滞性 ↑B 若对磁性材料进行反复的交变磁 化（磁场强度H由交变电流产生）， B ■■■■n00■sg■5 则BH曲线为一条闭合曲线，称为磁 滞回线。 B 由BH曲线可知： Hm 当H=0时，B=B0,这种B滞后 He H Hm 于H而变化的性质称为磁性材料的磁 滞性。B,称为剩磁。 如果要使剩磁消失，即使B=0, Bm 需进行反向磁化。使B.=0的H=H称 为矫顽磁力

3 磁滞性 若对磁性材料进行反复的交变磁 化（磁场强度H由交变电流产生）， 则B～H曲线为一条闭合曲线，称为磁 滞回线。 由B～H曲线可知： 当H=0 时，B=Br≠0，这种B 滞后 于H 而变化的性质称为磁性材料的磁 滞性。 Br 称为剩磁。 如果要使剩磁消失，即使Br =0， 需进行反向磁化。使Br =0 的H=Hc 称 为矫顽磁力。 H B Hc Br Hm Bm -Hm -Hc -Br -Bm O 1 2 3 4 5 6