《电工技术》课程教学课件（讲稿）第6章 磁路和变压器

第6章电工技术磁路和变压器

磁路和变压器 电工技术 第6章

第6章磁路和变压器·磁场概念<<·铁磁材料·磁路·变压器原理·实际变压器特性·其他类型变压器北京交通大学电子与信息工程学院电路分析教研组

北京交通大学 电子与信息工程学院 电子与信息工程学院 电路分析教研组 电路分析教研组 2 第6章 磁路和变压器 • 磁场概念 << • 铁磁材料 • 磁路 • 变压器原理 • 实际变压器特性 • 其他类型变压器*

磁场和磁力线·磁场分布：用磁力线表示：闭合，疏密表示强弱。·磁力线产生：运动电荷引起一永久磁铁产生：内部磁畴极性对齐，分子中运动电荷电流产生：空间电流引起，磁力线较为分散。加入磁性材料可以聚集磁力线。SN北京交通大学电子与信息工程学院电路分析教研组

北京交通大学 电子与信息工程学院 电路分析教研组 3 磁场和磁力线 • 磁场分布：用磁力线表示：闭合，疏密表示强弱。 • 磁力线产生：运动电荷引起 −永久磁铁产生：内部磁畴极性对齐，分子中运动电荷 −电流产生：空间电流引起，磁力线较为分散。加入磁性 材料可以聚集磁力线。 N

磁感应强度和磁通·磁通Φ:某截面上的磁力线数·磁感应强度(磁通密度)B：STITIIIIN一单位面积上的磁通量一空间分布矢量，与磁力线方向相同Φ=B.dSS均匀磁场：dB=Φ= BSSB：磁感应强度（磁通密度），T，Wb/m2Φ：磁通量，WbS：与磁力线方向垂直的截面面积，m2北京交通大学电子与信息工程学院电路分析教研组

北京交通大学 电子与信息工程学院 电路分析教研组 4 磁感应强度和磁通 • 磁通： 某截面上的磁力线数 • 磁感应强度(磁通密度) B： −单位面积上的磁通量 −空间分布矢量，与磁力线方向相同    S Φ B dS Φ  BS S S Φ B  B：磁感应强度（磁通密度），T, Wb/m2  ：磁通量，Wb S：与磁力线方向垂直的截面面积，m2 均匀磁场： N

产生磁通的激励：磁场强度·磁场强度H一磁力线和磁感应强度B是空间分布的矢量1一产生磁力线的激励也是空间分布的B= uHH-H是空间某点的磁场强度，与B方向相同-H由运动电荷（电流）产生-H又称为激磁力，单位为安/米，A/m一u是磁介质的磁导率北京交通大学电子与信息工程学院电路分析教研组

北京交通大学 电子与信息工程学院 电路分析教研组 5 产生磁通的激励: 磁场强度 • 磁场强度H −磁力线和磁感应强度B是空间分布的矢量 −产生磁力线的激励也是空间分布的 −H是空间某点的磁场强度，与B方向相同 −H由运动电荷（电流）产生 −H又称为激磁力，单位为 安/米，A/m −是磁介质的磁导率 B  H I H

磁导率·磁导率μ-磁介质中建立磁通的容易程度，单位Wb/Am=H/m（亨/米）一真空中的磁导率为从=Lμ = 4元×10-7(Wb/Am)lo一其他物质的磁导率u可用相对导磁率来表示一非铁磁物质磁导率近似等于真空磁导率一铁磁物质磁导率远高于真空磁导率，且并非常数。北京交通大学电子与信息工程学院电路分析教研组C

北京交通大学 电子与信息工程学院 电路分析教研组 6 磁导率 • 磁导率 − 磁介质中建立磁通的容易程度，单位Wb/Am=H/m (亨/米) − 真空中的磁导率为 − 其他物质的磁导率可用相对导磁率来表示 − 非铁磁物质磁导率近似等于真空磁导率 − 铁磁物质磁导率远高于真空磁导率，且并非常数。 4 10 (Wb/Am) 7 0      0  r 

磁场强度与激磁电流·安培环路定律积分方向一磁场强度沿着任意闭合路径的H线积分等于穿过该闭合路径所120dl围面积的电流的代数和$H·dl =Z1-积分式内为矢量的点积，其数值等于Hdlcos(の，O是长度单元dl与H天量的夹角一电流正方向与积分回路方向符合右手螺旋法则北京交通大学电子与信息工程学院电路分析教研组

北京交通大学 电子与信息工程学院 电路分析教研组 7 磁场强度与激磁电流 • 安培环路定律 −磁场强度沿着任意闭合路径的 线积分等于穿过该闭合路径所 围面积的电流的代数和  H dl 积分方向 I1 I2  H  dl  I −积分式内为矢量的点积，其数值等于Hdlcos()，是长度 单元dl与H矢量的夹角 −电流正方向与积分回路方向符合右手螺旋法则

磁场强度与激磁电流·积分路线沿着磁力线，当H大小为常数且积分路径方向与H一致时：1211Hl =I=I-I2H-是闭合积分路径长度H-H在路径上为常数·电流流过N匝线圈，磁通集中在圆环中，内部磁力线均匀分布HI=ZI = NI北京交通大学电子与信思工程学院电路分析教研组

北京交通大学 电子与信息工程学院 电路分析教研组 8 磁场强度与激磁电流 • 积分路线沿着磁力线, 当H 大小为常数， 且积分路径方向与H一致时： −l是闭合积分路径长度 −H在路径上为常数 I2 I1 H 1 2 Hl I  I  I H I • 电流流过N匝线圈, 磁通集中在圆 环中，内部磁力线均匀分布 Hl I  NI

感应电动势·磁链：与N圈线圈环链的磁通NY = NΦ·法拉第电磁感应定律dydp电动势与磁通方向-Ne=符合右手螺线方向dtdt·感应电动势方向用楞次定律确定感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化北京交通大学电子与信息工程学院电路分析教研组

北京交通大学 电子与信息工程学院 电路分析教研组 9 感应电动势 • 磁链：与N圈线圈环链的磁通 • 法拉第电磁感应定律 • 感应电动势方向用楞次定律确定 i N e  Ψ  NΦ dt d N dt dΨ e      电动势与磁通方向 符合右手螺线方向 感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁 场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化

第6章磁路和变压器·磁场概念·铁磁材料<<·磁路·变压器原理·实际变压器特性·其他类型变压器北京交通大学电子与信息工程学院电路分析教研组10

北京交通大学 电子与信息工程学院 电子与信息工程学院 电路分析教研组 电路分析教研组 10 第6章 磁路和变压器 • 磁场概念 • 铁磁材料 << • 磁路 • 变压器原理 • 实际变压器特性 • 其他类型变压器*