南京邮电大学：《电路分析》第十三章 磁路和铁芯线圈

第13章磁路和铁芯线圈 在电子和电气工程中经常应用各种机电能量或 机电信号转换设备,其本质是磁和电的相互作 用和相互转换。因此,研究磁和电的关系,掌 握磁路的基本规律具有重要意义 复习磁场基本知识,然后介绍磁路的概念 磁路的定律和铁磁物质的磁化过程。并在此基 础上,介绍恒定磁通磁路的计算,简单交变磁 通磁路中的波形崎变和能量损耗,铁芯线圈的 电路模型和分析方法

在电子和电气工程中经常应用各种机电能量或 机电信号转换设备，其本质是磁和电的相互作 用和相互转换。因此，研究磁和电的关系，掌 握磁路的基本规律具有重要意义。 第13章 磁路和铁芯线圈 复习磁场基本知识，然后介绍磁路的概念、 磁路的定律和铁磁物质的磁化过程。并在此基 础上，介绍恒定磁通磁路的计算，简单交变磁 通磁路中的波形崎变和能量损耗，铁芯线圈的 电路模型和分析方法

13-1磁场的主要物理量和基本性质 根据电磁场理论,磁场是由电流(运动电 荷)产生的。电气设备的磁场一般集中分布 在由导磁材料构成的闭合路径内,这样的路 径称为磁路。磁路问题实质上是局限在一定 范围内的磁场问题。磁路所涉及的一些物理 量都来源于磁场 磁场中的主要物理量 1.磁感应强度和磁通

根据电磁场理论，磁场是由电流(运动电 荷)产生的。电气设备的磁场一般集中分布 在由导磁材料构成的闭合路径内，这样的路 径称为磁路。磁路问题实质上是局限在一定 范围内的磁场问题。磁路所涉及的一些物理 量都来源于磁场。 13-1 磁场的主要物理量和基本性质 一 、磁场中的主要物理量 1. 磁感应强度和磁通

磁感应强度是磁场的基本物理量,它是根据洛 仑兹力来定义的,是一个矢量,用符号B来表 示。其方向与磁场的方向一致,可以用能够自 由转动的小磁针来测定。放在磁场中某处的小 磁针N极所指的方向就是该点磁感应强度的方 向;其大小是运动电荷在磁场中受到磁场力的 作用,当运动电荷与磁场的方向垂直时,它所 受到的磁力最大,记为Fmnx实验表明,磁 场中任意给定点的Fmx与运动电荷q所带的电 量和运动速度ν都成正比,即 F max

磁感应强度是磁场的基本物理量，它是根据洛 仑兹力来定义的，是一个矢量，用符号B来表 示。其方向与磁场的方向一致，可以用能够自 由转动的小磁针来测定。放在磁场中某处的小 磁针N极所指的方向就是该点磁感应强度的方 向；其大小是运动电荷在磁场中受到磁场力的 作用，当运动电荷与磁场的方向垂直时，它所 受到的磁力最大，记为 Fmax。实验表明，磁 场中任意给定点的Fmax与运动电荷q所带的电 量和运动速度 v 都成正比，即 Fmax  q v

Fm与q的比值就是磁感应强度B的大小,为 B maX q 它只与该点磁场的性质有关,是个定值。磁 场中的不同点,B值可以是不同的,磁场愈强 B值愈大。 磁感应强度国际单位为特斯拉] (tesla), 符号为T

Fmax与qv 的比值就是磁感应强度B的大小，为 qv F B max = 它只与该点磁场的性质有关，是个定值。磁 场中的不同点，B值可以是不同的，磁场愈强 B值愈大。 磁感应强度国际单位为特[斯拉](tesla)， 符号为T

通常用磁感应强度线来描绘磁场中各点的 情况。其方向代表该点磁感应强度的方向,其 大小用该点附近磁感应强度线的疏密程度来表 小 磁感应强度线是连续的闭合曲线,且任意两 根磁感应强度线不可能相交。如果磁场是由电 流产生的,电流也是闭合流动的,即磁感应强 度线总是与电流线相互钩链的

通常用磁感应强度线来描绘磁场中各点的 情况。其方向代表该点磁感应强度的方向，其 大小用该点附近磁感应强度线的疏密程度来表 示。 磁感应强度线是连续的闭合曲线，且任意两 根磁感应强度线不可能相交。如果磁场是由电 流产生的，电流也是闭合流动的，即磁感应强 度线总是与电流线相互钩链的

磁感应强度矢量的通量称为磁通量l( magnetic fux),是一个标量,用符号Φ来表示。 若是均匀磁场,磁感应强度B与垂直于磁场方 向的面积S的乘积就叫作通过这块面积的磁通。 用数学式表示磁通的定义为 ④三BS 可见,磁感应强度在数值上可以看成是与 磁场方向相垂直的单位面积所通过的磁通, 所以,磁感应强度也称为磁通密度

磁感应强度矢量的通量称为磁通[量](magnetic flux)，是一个标量，用符号 来表示。 若是均匀磁场，磁感应强度B与垂直于磁场方 向的面积S的乘积就叫作通过这块面积的磁通。 用数学式表示磁通的定义为  = B S 可见，磁感应强度在数值上可以看成是与 磁场方向相垂直的单位面积所通过的磁通， 所以，磁感应强度也称为磁通密度

如果磁场是不均匀 Φ=|BdS 磁通是磁感应强度的面积分。可以形象地用穿 过某一面积磁感应强度线的根数来表示。 磁通的单位是韦[伯]( Weber),符号为Wb 2.磁场强度和磁导率

如果磁场是不均匀： 磁通是磁感应强度的面积分。可以形象地用穿 过某一面积磁感应强度线的根数来表示。   = S BdS 磁通的单位是韦[伯]( Weber)，符号为Wb。 2. 磁场强度和磁导率

磁场强度是描述磁场的另一个重要的物理量 它也是一个矢量,用符号H来表示,它与磁 场中同一点的磁感应强度B的关系为 B=uH 式中,p为该点磁介质的磁导率 磁场中某点的磁场强度只取决于产生这个磁场的 运动电荷(或电流)的分布,而与介质无关。即, 在确定的运动电荷(或电流)分布所产生的磁场中 ,若分别充满不同的介质,则磁场中同一点的磁 场强度H是相同的。而磁感应强度随着介质的不 同而不同,不同的程度取决于介质的磁导率

磁场强度是描述磁场的另一个重要的物理量 。它也是一个矢量，用符号H来表示，它与磁 场中同一点的磁感应强度B的关系为 B=H 式中，为该点磁介质的磁导率。 磁场中某点的磁场强度只取决于产生这个磁场的 运动电荷(或电流)的分布，而与介质无关。即， 在确定的运动电荷(或电流)分布所产生的磁场中 ，若分别充满不同的介质，则磁场中同一点的磁 场强度H是相同的。而磁感应强度随着介质的不 同而不同，不同的程度取决于介质的磁导率

磁场强度的单位是安米,符号为A/m 、磁场的基本性质 磁通连续性原理 磁通连续性原理是磁场的一个基本性质, 其内容是:在磁场中,磁感应强度对任意闭 合面的面积分恒等于零。即 B·dS=0 即:穿进任一闭合面的磁通恒等于穿出此 面的磁通

磁场强度的单位是安/米，符号为A/m。 二、磁场的基本性质 1. 磁通连续性原理 磁通连续性原理是磁场的一个基本性质， 其内容是：在磁场中，磁感应强度对任意闭 合面的面积分恒等于零。即   = S B dS 0 即：穿进任一闭合面的磁通恒等于穿出此 面的磁通

2.安培环路定律 安培环路定律( Ampere' s circuital law)是磁 场又一基本性质。 其内容是: 在磁场中,磁场强度沿任意闭合路径的线积 分等于穿过该路径所包围的全部电流的代数和 pH·d

2. 安培环路定律 安培环路定律(Ampere’s circuital law)是磁 场又一基本性质。 其内容是： 在磁场中，磁场强度沿任意闭合路径的线积 分等于穿过该路径所包围的全部电流的代数和 。即   =  l H dl i