1、 SMNPC基础理论培训基础理论培训内容简介内容简介 电容元件和电感元件3 三相正弦交流电路5 电路的基本概念和基本定律1直流电阻性电路2 正弦交流电路及其分析46 磁场和磁路62本章培训目标本章培训目标n基尔霍夫（克希柯夫）第一定律；基尔霍夫（克希柯夫）第一定律；n基尔霍夫（克希柯夫）第二定律；基尔霍夫（克希柯夫）第二定律；n欧姆定律；欧姆定律；n电磁感应定理；电磁感应定理；n交、直流电路的计算；交、直流电路的计算；n交流电路的基本电气回路；交流电路的基本电气回路；n阻抗；阻抗；n感抗；感抗；n容抗；容抗；n熟悉电流、电压降、功率、阻抗之间的基本演算。熟悉电流、电压降、功率、阻抗之间的基本演
2、算。1.1 电路的基本概念和基本定律电路的基本概念和基本定律n电路的基本概念电路的基本概念p电路的一个作用是进行电能的传输、分配并实现与其他形电路的一个作用是进行电能的传输、分配并实现与其他形式能量的相互转换。电路的另一个作用是进行电信号的变式能量的相互转换。电路的另一个作用是进行电信号的变换、传输和处理。换、传输和处理。p我们把能将其他形式能量转换为电能的设备或器件称为我们把能将其他形式能量转换为电能的设备或器件称为电电源源，而把能将电能转换成其他形式能量的设备或器件称为，而把能将电能转换成其他形式能量的设备或器件称为负载负载。（理想负载有。（理想负载有电阻元件电阻元件R R、电感元件、电感
3、元件L L、电容元件、电容元件C C）n电路的常用物理量电路的常用物理量 电路的常用物理量主要是电流、电压、电位、电动势和电电路的常用物理量主要是电流、电压、电位、电动势和电功率。功率。p电流电流电流的方向：正电荷定向移动方向电流的方向：正电荷定向移动方向电流的大小：单位时间内通过导体横截面的电荷量电流的大小：单位时间内通过导体横截面的电荷量 每秒均匀通过导体某横截面的电量为每秒均匀通过导体某横截面的电量为1库仑（库仑（C）时，电流大）时，电流大小为小为1安（安（A）,其中其中It=Q,I为电流，为电流，Q为电量。为电量。 关键词：直流、恒定直流、交流关键词：直流、恒定直流、交流p电压电压 电
4、路中任意两点电路中任意两点a、b间的电压，（类似于间的电压，（类似于高度差高度差）表明了）表明了电场力把单位正电荷由电场力把单位正电荷由a点移到点移到b点所做的功。点所做的功。 国际单位制中，电压单位伏特（国际单位制中，电压单位伏特（V）.当电场力把当电场力把1库仑（库仑（C）电荷从一点移至另一点所做的功为）电荷从一点移至另一点所做的功为1焦耳（焦耳（J）时，则）时，则两点间电压的大小为两点间电压的大小为1伏特（伏特（V）。）。关键词：直流电压、交流电压关键词：直流电压、交流电压p电位（电位（V） 在核电厂中，等电位电网视为零电位参考点。其他部件相在核电厂中，等电位电网视为零电位参考点。其他部
5、件相对于等电位地网的电位差是该部件的对地电压。对于等电位地网的电位差是该部件的对地电压。p电动势（电动势（V） 一个电路要维持持续的电流，其中应有能把其他形式的能量一个电路要维持持续的电流，其中应有能把其他形式的能量转换为电能的电源。在电源内部，电源力（非电场力）把正电转换为电能的电源。在电源内部，电源力（非电场力）把正电荷从低电位端（负极）移到高电位端（正极）做功来实现这种荷从低电位端（负极）移到高电位端（正极）做功来实现这种能量的转换。我们把电动势来衡量电源力对电荷做功的能力。能量的转换。我们把电动势来衡量电源力对电荷做功的能力。用符号用符号e或或E表示。表示。p参考方向和实际方向参考方向
6、和实际方向 在分析电路中，复杂电路的某些支路事先无法确定实际在分析电路中，复杂电路的某些支路事先无法确定实际方向。因此，为分析方便，人为任意标一方向（参考方向），方向。因此，为分析方便，人为任意标一方向（参考方向），根据计算结果，才能确定各物理量的实际方向。根据计算结果，才能确定各物理量的实际方向。电流的实际方向即是正电荷移动的方向。电流的实际方向即是正电荷移动的方向。电压的实际方向是从高电位端指向低电位端。电压的实际方向是从高电位端指向低电位端。电动势的实际方向是从低电位端指向高电位端。电动势的实际方向是从低电位端指向高电位端。p 电功率电功率（W） 当元件或支路的当元件或支路的u，i采用相
7、同的参考方向称之为关联参考方采用相同的参考方向称之为关联参考方向。向。当当 u、i的参考方向一致时，若求得的参考方向一致时，若求得 p 0，则电路吸收功，则电路吸收功率，若率，若 p 0，则电路发出，则电路发出功率，若功率，若 p 0且电流增加即且电流增加即0时，时，eL的方向与的方向与i的方向相反，企图阻碍的方向相反，企图阻碍电流的增加；当电流的增加；当i0且减小即且减小即 0，就说正弦量，就说正弦量1超前正弦量超前正弦量2角。角。 0，结论恰好相反。，结论恰好相反。 至于不同频率的两个正弦量之间的相位差，则不再是一个至于不同频率的两个正弦量之间的相位差，则不再是一个常数，而是随时间变动的。
8、常数，而是随时间变动的。（）11m1v =Vsin t +（）22m2v =Vsin t +n正弦交流电的有效值正弦交流电的有效值p有效值的意义有效值的意义让一个周期性交流电流和一个直流电流分别通过两个阻值相让一个周期性交流电流和一个直流电流分别通过两个阻值相等的电阻元件，如果在同样的时间等的电阻元件，如果在同样的时间T（周期性交流电的周期）（周期性交流电的周期）内，它们的发热量相等，我们就认为这两个电流做功能力一样内，它们的发热量相等，我们就认为这两个电流做功能力一样的。与周期性交流电做功能力相等的直流电的数值，就叫做周的。与周期性交流电做功能力相等的直流电的数值，就叫做周期性交流电的有效值
9、。期性交流电的有效值。p正弦量的有效值正弦量的有效值正弦电流的有效值为正弦电流的有效值为 正弦电压、正弦电动势的有效值为正弦电压、正弦电动势的有效值为在工程上，一般所说的正弦电压、电流的大小都是指有效值在工程上，一般所说的正弦电压、电流的大小都是指有效值，交流测量仪表所指示的读数，电气设备铭牌上的额定值都，交流测量仪表所指示的读数，电气设备铭牌上的额定值都是指的是正弦量的有效值。但各种器件和电气设备的绝缘水是指的是正弦量的有效值。但各种器件和电气设备的绝缘水平平耐压值，则按交流电的最大值来考虑。耐压值，则按交流电的最大值来考虑。mII =2mmUEU = E =22正弦交流电路中的电阻、电感、
10、电容元件正弦交流电路中的电阻、电感、电容元件p正弦交流电路中电阻元件的电压电流关系正弦交流电路中电阻元件的电压电流关系设有正弦电流设有正弦电流 流过电阻流过电阻R，电阻元件上，电阻元件上的电压的电压u和电流和电流i取关联参考方向，根据欧姆定律则有取关联参考方向，根据欧姆定律则有上式说明了电压元件上的电压上式说明了电压元件上的电压u和电流和电流i的频率关系、大小关的频率关系、大小关系和相位关系：系和相位关系：(1)电压电压u和电流和电流i是同频率的正弦量；是同频率的正弦量；(2)电阻上电压最大值电阻上电压最大值Um=RIm,电压有效值电压有效值U=RI。(3)电压电压u和电流和电流i同相，即同相
11、，即u= i。1m11u = Ri = RI sin t +=2RIsin t +（）（）（）（）1m1i = I sin t +（）（）p正弦交流电路中电感元件的电压电流关系正弦交流电路中电感元件的电压电流关系电感元件的电流电感元件的电流i i、自感电动势、自感电动势 、自感电压、自感电压u u的基本关的基本关系式在三者参考方向一致时为系式在三者参考方向一致时为设通过电感元件设通过电感元件L L的正弦电流为的正弦电流为 ，则其电压为，则其电压为LeLdiu = -e= Ldt1i =2Isin t +（）（）ioiid2Isin t+diu= L= L=2ILcos(t+ )=2ILsin
12、t+ +90dtdt（）（）由以上推导可得正弦电路中电感元件电压由以上推导可得正弦电路中电感元件电压u u和电流和电流i i的频率的频率关系、大小关系和相位关系：关系、大小关系和相位关系：（1）正弦电路电感元件上的电压）正弦电路电感元件上的电压u和电流和电流i是同频率的正是同频率的正弦量；弦量；（2）电压有效值）电压有效值U和电流有效值和电流有效值I关系为关系为U=IL。（3）u超前超前I ，即，即 。o o9090oui - = 90电压与电流的最大值或有效值之比为电压与电流的最大值或有效值之比为 叫做电感的电抗，简称感抗。在同样电压叫做电感的电抗，简称感抗。在同样电压U U的作用下，的作用
13、下， 越大，越大， 越小。所以感抗反映了电感元件在正弦电路中阻越小。所以感抗反映了电感元件在正弦电路中阻碍和反抗电流通过的能力。感抗的单位和电阻的单位一样，碍和反抗电流通过的能力。感抗的单位和电阻的单位一样，L L单位为亨利（单位为亨利（H H），）， 的单位用欧（的单位用欧（）。）。mLmUU= L = XIILXILXLX 在电感在电感L L一定的情况下，电感的感抗与频率成正比。这是一定的情况下，电感的感抗与频率成正比。这是因为通过电感的电流频率越高，因为通过电感的电流频率越高， 越大，则电感元件产生越大，则电感元件产生的自感电动势也就越大，电感元件高频时的感抗大。对于直的自感电动势也就越
14、大，电感元件高频时的感抗大。对于直流，频率为零，即流，频率为零，即=0=0，所以，所以 。didtLX =L = 0p正弦交流电路中电容元件的电压电流关系正弦交流电路中电容元件的电压电流关系当把正弦电压当把正弦电压 加在电容元件加在电容元件C C上时，电上时，电压变动，电容极板上的电荷也在变动，电容上将有电流通过压变动，电容极板上的电荷也在变动，电容上将有电流通过。当电压和电流取参考方向时，则。当电压和电流取参考方向时，则uu =2Usin t +（）（）uuouid2Usin t +dui = C= C=2CUcos(t + )dtdt=2CUsin t + + 90=2Isin t +（）
15、（）（）由以上推导可得正弦电路中电容元件的端电压由以上推导可得正弦电路中电容元件的端电压u和通过它和通过它的电流的电流i的频率关系、大小关系和相位关系：的频率关系、大小关系和相位关系：（1）端电压）端电压u和端电流和端电流i是同频率的正弦量；是同频率的正弦量；（2）电压有效值）电压有效值U和电流有效值和电流有效值I关系为关系为 。（3）u超前超前I ，即，即 。U1=ICo90oiu - = 90电压与电流的最大值或有效值之比为电压与电流的最大值或有效值之比为 叫做电容的电抗，简称容抗。在同样电压叫做电容的电抗，简称容抗。在同样电压U的作用下，的作用下， 越大，越大， 越小。所以容抗反映了电容
16、元件在正弦电路中阻越小。所以容抗反映了电容元件在正弦电路中阻碍和反抗电流通过的能力。容抗的单位和电阻的单位一样，碍和反抗电流通过的能力。容抗的单位和电阻的单位一样，C单位为法拉（单位为法拉（F），）， 容抗的单位用欧（容抗的单位用欧（）。）。mcmUU11= XIIC2fCIcXcX在电容在电容C C一定的情况下，电容的容抗与频率成反比。这是一定的情况下，电容的容抗与频率成反比。这是因为电容越大时，在同样电压下电容所容纳的电量就越多，因为电容越大时，在同样电压下电容所容纳的电量就越多，因而电流就越大。频率越高，电压变动越快，电流也就越大因而电流就越大。频率越高，电压变动越快，电流也就越大。当。
17、当=0=0时，则在直流的情况下，时，则在直流的情况下， ，电容相当于开，电容相当于开路。当路。当 时，时， ，电容接近于短路，电容接近于短路 。c1X =C c1X =C 0 0n功率因数的提高功率因数的提高p提高功率因数的意义提高功率因数的意义正弦交流电路中的负载从电源吸收的有功功率不但和它的正弦交流电路中的负载从电源吸收的有功功率不但和它的电压以及电流有效值有关，还和负载的功率因数有关，即电压以及电流有效值有关，还和负载的功率因数有关，即 其中的其中的 对给定的频率而言，只决定于电路（负载）的对给定的频率而言，只决定于电路（负载）的参数。白炽灯、电阻炉等电阻性负载，功率因数为参数。白炽灯、
18、电阻炉等电阻性负载，功率因数为1.1.但是实但是实际的负载中，电阻性的负载只是一小部分，大部分负载功率际的负载中，电阻性的负载只是一小部分，大部分负载功率因数比较低。因数比较低。P =UIcoscos例如工业上广泛应用的异步电动机满载时的功率因数约为例如工业上广泛应用的异步电动机满载时的功率因数约为0.70.9左右，如果轻载其功率因数更低，日光灯的功率因数左右，如果轻载其功率因数更低，日光灯的功率因数大致为大致为0.30.5。负载的功率因数低，会引起两个问题：。负载的功率因数低，会引起两个问题：负载功率因数低，电源设备的容量不能充分利用负载功率因数低，电源设备的容量不能充分利用引起输电线路和电
19、源内部绕组功率损失及电压降的增加引起输电线路和电源内部绕组功率损失及电压降的增加p并联电容提高功率因数并联电容提高功率因数在实际的用电设备中，存在大量低功率因数的电感性负载。在实际的用电设备中，存在大量低功率因数的电感性负载。这些负载由于自身工作需要一定的无功功率来建立交变的磁场这些负载由于自身工作需要一定的无功功率来建立交变的磁场，这就出现了电源和负载之间一定规模的能量交换。如果在电，这就出现了电源和负载之间一定规模的能量交换。如果在电感性负载的两端并联电容，让电容和感性负载之间就近进行一感性负载的两端并联电容，让电容和感性负载之间就近进行一部分能量交换，就能减少电源与负载之间的能量交换，既
20、减少部分能量交换，就能减少电源与负载之间的能量交换，既减少电源与负载之间的能量交换，既减少电源供应的无功功率，从电源与负载之间的能量交换，既减少电源供应的无功功率，从而提高了整个电路的功率因数。而提高了整个电路的功率因数。1.5 三相正弦交流电路三相正弦交流电路n对称三相正弦交流电源对称三相正弦交流电源p对称三相正弦交流电源对称三相正弦交流电源如果设每相电动势有效值为如果设每相电动势有效值为E E，角频率为，角频率为，并且选，并且选A A相电相电动势动势 为参考正弦量，则对称三相电动势的瞬时值表达式为参考正弦量，则对称三相电动势的瞬时值表达式为为 p对称三相正弦量的特点对称三相正弦量的特点 ,
21、 ,这说明：对称三相正弦量在任一时刻瞬这说明：对称三相正弦量在任一时刻瞬时值的代数和等于零。时值的代数和等于零。Ae。（）（）（）（）ABmCme =2Esinte =2Esin t -120= E sin t -120e =2Esin t -240= E sin t +120ABCe +e +e = 0p相序相序三相正弦量轮换到达最大值的顺序，称为它们的相序。三相正弦量轮换到达最大值的顺序，称为它们的相序。A相相电动势初相为零，电动势初相为零，B相比相比A相滞后相滞后 ，C相又比相又比B相滞后相滞后 ，则三相电动势的正最大值按，则三相电动势的正最大值按ABCA 依次轮换下依次轮换下去，相序为
22、去，相序为ABCA称为称为正序正序（或顺序）。（或顺序）。与此相反，如果与此相反，如果B相电动势超前于相电动势超前于A相相 ， C相又超前于相又超前于B相相 ，则相序为，则相序为CBAC，称为，称为负序负序（或逆序）。（或逆序）。一一般不加说明，工程上指的相序都是正序。般不加说明，工程上指的相序都是正序。注意：相序仅强调其顺序，至于在三相正弦量中，把哪相注意：相序仅强调其顺序，至于在三相正弦量中，把哪相定为定为A相是没有关系的，但只要相是没有关系的，但只要A相一经确定，则滞后相一经确定，则滞后A相相的就是的就是B相，滞后相，滞后B相相 的必是的必是C相，切不可混淆。相，切不可混淆。120。12
23、0。120。120。120。120n三相电路的连接三相电路的连接 三相电路中的负载有静负载（如照明）和动负载（如三三相电路中的负载有静负载（如照明）和动负载（如三相电动机）两种。若三相负载的复阻抗相等，叫做对称三相相电动机）两种。若三相负载的复阻抗相等，叫做对称三相负载。否则叫做不对称三相负载。负载。否则叫做不对称三相负载。p星形连接星形连接p三角形连接三角形连接p三相电路的连接方式三相电路的连接方式 1 1、三相四线制、三相四线制这种电路常用符号这种电路常用符号 表示，即电源为表示，即电源为Y Y形连接，负载形连接，负载也为也为Y Y形连接，用下标形连接，用下标o o表示有中线，共有四根输电
24、线，所以表示有中线，共有四根输电线，所以叫做三相四线制电路。叫做三相四线制电路。 2 2、三相三线制、三相三线制 a a、 接法；接法；b b、 接法；接法；c c、 接法；接法；d d、 接法。接法。 前面项代表电源，后面项代表负载，没有下标前面项代表电源，后面项代表负载，没有下标o o，说明没，说明没有中线。有中线。0Y0Y-YY-Y-Yp星形连接中，线电流、相电流、线电压、相电压的关系星形连接中，线电流、相电流、线电压、相电压的关系p三角形连接时，线电流、相电流、线电压、相电压的关系三角形连接时，线电流、相电流、线电压、相电压的关系 注意：注意：在三相电路中，一般所说的电流，如不加说明，
25、都是在三相电路中，一般所说的电流，如不加说明，都是指线电流。指线电流。线相I=3I线相U=3U线相I= I线相U=Un对称三相电路对称三相电路由对称三相电源和对称三相负载经复阻抗相等的三相输电由对称三相电源和对称三相负载经复阻抗相等的三相输电线而连成的电路，叫对称三相正弦电路（简称对称三相电路线而连成的电路，叫对称三相正弦电路（简称对称三相电路），否则叫不对称三相电路。），否则叫不对称三相电路。 连接的对称三相电路具有以下特点：连接的对称三相电路具有以下特点：1.1.负载的相电流、相电压以及电源相电压都是与电源电动势负载的相电流、相电压以及电源相电压都是与电源电动势同相序的对称三相正弦量。同相
26、序的对称三相正弦量。2.2.不论中线阻抗为何值，均有不论中线阻抗为何值，均有 =0=0，即，即 与与 等电位。中等电位。中线电流线电流 N=0N=0，中线不起作用，可以去掉。，中线不起作用，可以去掉。3.3.各相具有独立性。由于各相具有独立性。由于 =0=0，相当于，相当于 与与 间连接有间连接有复阻抗复阻抗Z ZN N=0=0的中线。这样，电源相电动势直接加在该相电动的中线。这样，电源相电动势直接加在该相电动势所在支路串联总阻抗势所在支路串联总阻抗 （ ）的两端，相电流）的两端，相电流只由该支路的电动势及总阻抗决定，与其它两项无关。只由该支路的电动势及总阻抗决定，与其它两项无关。O OUOO
27、IO OUOOZ0lZ = Z + Z + Z00Y -Y三相电路中的功率三相电路中的功率p三相电路中有功功率、无功功率、视在功率和等效功率因数三相电路中有功功率、无功功率、视在功率和等效功率因数 在三相电路中，不论负载作什么样的连接以及对称与否，总在三相电路中，不论负载作什么样的连接以及对称与否，总有功功率为有功功率为式中，式中， 、 、 、 、 、 和和 、 、 分别为各相的分别为各相的相电压相电流有效值和各相电压与相电流间的相位差。相电压相电流有效值和各相电压与相电流间的相位差。AAABBBCCCP =U I cos +U I cos +U I cosAUAIBUCUBICIABC三相电
28、路的无功功率为各相无功功率之和，即三相电路的无功功率为各相无功功率之和，即三相电路的视在功率定义为三相电路的视在功率定义为 等效功率因数定义为等效功率因数定义为Pcos=S22S =P +QAAABBBCCCQ =U I sin +U I sin +U I sinp对称三相电路有功功率、无功功率、视在功率对称三相电路有功功率、无功功率、视在功率设对称三相电路的相电压为设对称三相电路的相电压为 , ,相电流为相电流为 ，各相功率因数，各相功率因数 ，则三相有功功率为，则三相有功功率为 当对称三相电路中的负载或电源作当对称三相电路中的负载或电源作Y Y形连接时，有形连接时，有 、 ；当负载或电源作
29、；当负载或电源作形连接时，有形连接时，有 、 。 ABCPU=U=U=UABCPI = I = I = IABCPcos = cos = cos = cosPPP = 3U I coslPUU=3l=PIIPlU=UlPII =3 所以，不论电源或负载作所以，不论电源或负载作Y形或形或连接，对称三相电路的总连接，对称三相电路的总有功功率为线电压、线电流有效值和一相功率因数三者乘积的有功功率为线电压、线电流有效值和一相功率因数三者乘积的 倍。倍。对称三相电路的总无功功率为对称三相电路的总无功功率为对称三相电路的总视在功率为对称三相电路的总视在功率为 ppllS = 3U I =3U IppQ =
30、3U I cos31.6 磁场和磁路磁场和磁路n磁场及其基本物理量磁场及其基本物理量p常用的物理概念常用的物理概念1 1、磁感应强度（或磁通强度）、磁感应强度（或磁通强度） 磁感应强度是表示磁场中某一点磁场强弱及方向的物理量磁感应强度是表示磁场中某一点磁场强弱及方向的物理量，它是一个矢量。磁场中某点磁感应强度的方向就是磁场在，它是一个矢量。磁场中某点磁感应强度的方向就是磁场在这一点的方向，它规定为放在、该点小磁针的这一点的方向，它规定为放在、该点小磁针的N N极的指向。极的指向。载流导体周围的磁场方向与产生该磁场的电流方向有关。载流导体周围的磁场方向与产生该磁场的电流方向有关。B右手螺旋定则右
31、手螺旋定则磁场中各点的磁感应强度磁场中各点的磁感应强度B B的大小，可以用与磁场方向垂直的大小，可以用与磁场方向垂直、通过单位电流、单位长度的直导体在该点受到的磁场力的大、通过单位电流、单位长度的直导体在该点受到的磁场力的大小衡量。如果在磁场中的一点放置一小段长度为小衡量。如果在磁场中的一点放置一小段长度为L L、电流为、电流为I I、并且与磁场方向垂直的载流导体，它所受的力为、并且与磁场方向垂直的载流导体，它所受的力为F F时，该时，该点的磁感应强度的大小为点的磁感应强度的大小为 BB磁感应强度，磁感应强度， T T。为了使磁场形象化，人为用磁力线来描述磁场。各点的磁为了使磁场形象化，人为用
32、磁力线来描述磁场。各点的磁感应强度大小相等、方向相同的磁场称为均匀磁场。感应强度大小相等、方向相同的磁场称为均匀磁场。FB =IL2、导磁系数、导磁系数磁感应强度不但取决于产生磁场电流的大小、方向和分布，磁感应强度不但取决于产生磁场电流的大小、方向和分布，还取决于磁场中物质的种类。当线圈放入某类介质时，磁场大还取决于磁场中物质的种类。当线圈放入某类介质时，磁场大为增强；而当放入另一种介质时，磁场可能略微削弱。表示物为增强；而当放入另一种介质时，磁场可能略微削弱。表示物质这种磁性质的物理量叫做磁导率，用质这种磁性质的物理量叫做磁导率，用表示。表示。物质根据磁性的不同，可以分为三类：物质根据磁性的
33、不同，可以分为三类：一类为一类为顺磁性物质顺磁性物质，如空气、铝等，它的磁导率比真空的磁，如空气、铝等，它的磁导率比真空的磁导率略大；导率略大；二类叫二类叫逆磁性物质逆磁性物质，如氢、铜等，它的磁导率小于真空的磁，如氢、铜等，它的磁导率小于真空的磁导率；导率；三类是三类是铁磁性物质铁磁性物质，如铁、钴、镍等，磁导率为真空的几百，如铁、钴、镍等，磁导率为真空的几百上千倍。上千倍。 3 3、磁场强度、磁场强度计算导磁物质中的磁场时，引入辅助物理量磁场强度计算导磁物质中的磁场时，引入辅助物理量磁场强度 ，它与磁密它与磁密 的关系为的关系为 H的单位是的单位是A/m。4、磁通、磁通 在均匀磁场中，磁感
34、应强度在均匀磁场中，磁感应强度B与垂直于磁感应强度方向的某与垂直于磁感应强度方向的某一面积一面积S的乘积称为通过该面积的磁通的乘积称为通过该面积的磁通，即，即= BS。 磁通，单位为韦伯（符号为磁通，单位为韦伯（符号为Wb）。）。 H HB BH =n磁场的基本定律磁场的基本定律p磁通的连续性原理磁通的连续性原理磁场的磁力线是连续不断的闭合曲线，对于磁场中的任一磁场的磁力线是连续不断的闭合曲线，对于磁场中的任一封闭曲面，穿进它的磁力线总数必定等于穿出它的磁力线总封闭曲面，穿进它的磁力线总数必定等于穿出它的磁力线总数。而任何一个面积的磁通总量总是正比于穿过该面积的磁数。而任何一个面积的磁通总量总
35、是正比于穿过该面积的磁力线数的，因此，穿进封闭曲面的磁通等于穿出该封闭曲面力线数的，因此，穿进封闭曲面的磁通等于穿出该封闭曲面的磁通。的磁通。p全电流定律（或安培环路定律）全电流定律（或安培环路定律）磁场中磁场强度矢量沿任何闭合曲线的线积分，等于该曲线磁场中磁场强度矢量沿任何闭合曲线的线积分，等于该曲线所包围的全电流的代数和。所包围的全电流的代数和。全电流定律的数学表达式为全电流定律的数学表达式为式中式中代表代数和。代表代数和。 nlili=1H dl =In交流铁心线圈的铁心损耗交流铁心线圈的铁心损耗p磁滞损耗磁滞损耗铁心线圈的铁心在反复磁化的过程中，铁磁材料磁畴的排铁心线圈的铁心在反复磁化
36、的过程中，铁磁材料磁畴的排列方向不停地改变，导致了功率的损耗，这种功率损耗称为列方向不停地改变，导致了功率的损耗，这种功率损耗称为铁心损耗。铁心损耗。p涡流损耗涡流损耗当铁心线圈接通交流电源后，由于交变电流在线圈中流动当铁心线圈接通交流电源后，由于交变电流在线圈中流动，将在线圈周围产生交变的磁场。根据电磁感应定律，这一，将在线圈周围产生交变的磁场。根据电磁感应定律，这一交变磁场，不仅在线圈中产生感应电动势，而且在铁心内也交变磁场，不仅在线圈中产生感应电动势，而且在铁心内也会产生感应电动势。由于铁心本身是导电材料，所以在这个会产生感应电动势。由于铁心本身是导电材料，所以在这个感应电动势的作用下会
37、产生感应电流，这种感应电流在铁心感应电动势的作用下会产生感应电流，这种感应电流在铁心内部围绕铁心中心呈旋涡状流动，所以称为涡流。内部围绕铁心中心呈旋涡状流动，所以称为涡流。如图？如图？涡流在铁心中流动，由于它流经的铁心路径有电阻存在，所涡流在铁心中流动，由于它流经的铁心路径有电阻存在，所以要产生功率损失。以要产生功率损失。 对于电导率为对于电导率为y、厚度为、厚度为b的钢片，其涡流损失为的钢片，其涡流损失为 式中，式中，Kf 波形系数，波形系数，f为交变频率，为交变频率，Bm为磁感应强度的最为磁感应强度的最大值，大值，V为钢片的体积。为钢片的体积。上式表明：上式表明：涡流损耗与铁磁材料的电导率涡流损耗与铁磁材料的电导率y成正比。成正比。因为涡流损耗与钢片厚度因为涡流损耗与钢片厚度b的平方成正比。的平方成正比。p铁心损耗铁心损耗 铁心损耗是铁心中磁滞损耗和涡流损耗的总和。铁心损耗是铁心中磁滞损耗和涡流损耗的总和。2222efm4P =yKf B b V3
