《电工电子技术基础》课程教学资源（PPT课件教案）磁路和变压器（李中发）

电工电子技术基础 生编李中发 制作李中发 2003年7月 跳转到第一页

跳转到第一页 电工电子技术基础 主编 李中发 制作 李中发 2003年7月

第3章磁路和变压器 学习要 简单礅路概念和分析方法 变压器工作原理 3,1磁路 032变压器 跳转到第一页

跳转到第一页 第3章 磁路和变压器 3.1 磁路 3.2 变压器 简单磁路概念和分析方法 变压器工作原理 学习要点

31磁路 实际电路中有大量电感元件的线圈中有铁心。 线圈通电后铁心就构成磁路,磁路又影响电 路。因此电工技术不仅有电路问题,同时也 有磁路问题。 (a)电磁铁的磁路(b)变压器的磁路 (c)直流电机的磁路 跳转到第一页

跳转到第一页 3.1 磁路 + － (a) 电磁铁的磁路 (b) 变压器的磁路 (c) 直流电机的磁路 实际电路中有大量电感元件的线圈中有铁心。 线圈通电后铁心就构成磁路，磁路又影响电 路。因此电工技术不仅有电路问题，同时也 有磁路问题

31.1磁路的基本物理量 1.磁感应强度B 磁感应强度B是表示磁场内某点磁场强弱及 方向的物理量。B的大小等于通过垂直于磁场方 向单位面积的磁力线数目,B的方向用右手螺旋 定则确定。单位是特斯拉(T) 2.磁通Φ 均匀磁场中磁通Φ等于磁感应强度B与垂直 于磁场方向的面积S的乘积,单位是韦伯(Wb) ①=BS 跳转到第一页

跳转到第一页 3.1.1 磁路的基本物理量 1．磁感应强度B 磁感应强度B是表示磁场内某点磁场强弱及 方向的物理量。 B的大小等于通过垂直于磁场方 向单位面积的磁力线数目，B的方向用右手螺旋 定则确定。单位是特斯拉(T)。 2．磁通Φ 均匀磁场中磁通Φ等于磁感应强度B与垂直 于磁场方向的面积S的乘积，单位是韦伯(Wb)。  = BS

3.磁导率 磁导率表示物质的导磁性能,单位是 亨/米(H/m) 真空的磁导率=4兀×107Hm 非铁磁物质的磁导率与真空极为接近 铁磁物质的磁导率远大于真空的磁导率 相对磁导率:物质磁导率与真空磁 导率的比值。非铁磁物质u近似为1,铁磁 物质的远大于1。 跳转到第一页

跳转到第一页 3．磁导率μ 磁导率μ表示物质的导磁性能，单位是 亨/米(H/m)。 真空的磁导率 4 10 H/m 7 0 −  =   非铁磁物质的磁导率与真空极为接近， 铁磁物质的磁导率远大于真空的磁导率。 相对磁导率μr：物质磁导率与真空磁 导率的比值。非铁磁物质μr近似为1，铁磁 物质的μr远大于1

4.磁场强度H B H 或B= 磁场强度只与产生磁场的电流以及 这些电流分布有关,而与磁介质的磁导 率无关,单位是安/米(A/m)。是 为了简化计算而引入的辅助物理量 跳转到第一页

跳转到第一页 4．磁场强度H 磁场强度只与产生磁场的电流以及 这些电流分布有关，而与磁介质的磁导 率无关，单位是安／米（A／m）。是 为了简化计算而引入的辅助物理量。  B H = 或 B = H

312磁场的基本定律 1.安培环路定律 fH·a=l 计算电流代数和时,与绕行方向符合右 手螺旋定则的电流取正号,反之取负号。 若闭合回路上各点的磁场强度相等且其 方向与闭合回路的切线方向一致,则: H=∑I=M=F F=M称为磁动势,单位是安(A) 跳转到第一页

跳转到第一页 3.1.2 磁场的基本定律 1．安培环路定律   =  l H dl I   计算电流代数和时，与绕行方向符合右 手螺旋定则的电流取正号，反之取负号。 若闭合回路上各点的磁场强度相等且其 方向与闭合回路的切线方向一致，则： Hl =  I = NI = F F=NI 称为磁动势，单位是安（A）

2.磁路欧姆定律 Φ=BS=HHS=aNMF 1称为磁阻,表示磁路对磁 R pS通的阻碍作用 因铁磁物质的磁阻Rn不是常数,它 会随励磁电流的改变而改变,因而通常 不能用磁路的欧姆定律直接计算,但可 以用于定性分析很多磁路问题。 跳转到第一页

跳转到第一页 2．磁路欧姆定律 Rm F S l NI S l NI  = BS = HS = = =    S l Rm  = 称为磁阻，表示磁路对磁 通的阻碍作用。 因铁磁物质的磁阻Rm不是常数，它 会随励磁电流I的改变而改变，因而通常 不能用磁路的欧姆定律直接计算，但可 以用于定性分析很多磁路问题

3.电磁感应定律 N 式中N为线圈匝数。感应电动势的方向由2的符 号与感应电动势的参考方向比较而定出 >0,即 穿过线圈的磁通增加时,g0,这时感应电动势的方向与参考方向相同,表明感 应电流产生的磁场要阻止原磁场的减少。 跳转到第一页

跳转到第一页 3．电磁感应定律 dt d e N  = − 式中 N 为线圈匝数。感应电动势的方向由 dt d 的 符 号与感应电动势的参考方向比较而定出。当  0  dt d ， 即 穿过线圈的磁通增加时， e  0 ，这时感应电动势的方向 与参考方向相反，表明感应电流产生的磁场要阻止原磁 场的增加；当  0  dt d ，即穿过线圈的磁通减少时， e  0 ，这时感应电动势的方向与参考方向相同，表明感 应电流产生的磁场要阻止原磁场的减少

313铁磁材料的磁性能 高导磁性: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。 跳转到第一页

跳转到第一页 3.1.3 铁磁材料的磁性能 高导磁性：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