1、 内容简介内容简介 本教材理论推导从简，计算思路交待详细，概念述本教材理论推导从简，计算思路交待详细，概念述明来龙去脉，增加例题数量和难度档次，章节分明来龙去脉，增加例题数量和难度档次，章节分“重计重计算算”及及“重概念重概念”两类区别对待，编排讲究逐步引深的两类区别对待，编排讲究逐步引深的递进关系，联系工程实际，训练动手能力，尽力为后续递进关系，联系工程实际，训练动手能力，尽力为后续课程铺垫。借助类比及对偶手法，语言朴实简练，图文课程铺垫。借助类比及对偶手法，语言朴实简练，图文印刷结合紧密，便于自学与记忆，便于节省理论教学时印刷结合紧密，便于自学与记忆，便于节省理论教学时数。适用于数。适用于
2、应用型本科应用型本科及及高职高专高职高专电力类、自动化类、电力类、自动化类、机电类、电器类、仪器仪表类、电子类及测控技术类专机电类、电器类、仪器仪表类、电子类及测控技术类专业。业。第第8章章 磁路和铁芯线圈电路的概念磁路和铁芯线圈电路的概念第一节、磁路的主要物理量和基本性质第一节、磁路的主要物理量和基本性质第二节、铁磁材料的磁化曲线及其分类第二节、铁磁材料的磁化曲线及其分类第三节、磁路定律及磁路、电路的比较第三节、磁路定律及磁路、电路的比较第四节、交流磁路中电压、磁通及电流间的关系第四节、交流磁路中电压、磁通及电流间的关系第五节、第五节、交流铁心线圈的电路模型交流铁心线圈的电路模型8.1 磁路
3、的主要物理量和基本性质磁路的主要物理量和基本性质 磁和电之间互为依存、互相转化。闭合磁和电之间互为依存、互相转化。闭合导体切割磁感线会产生电流，而电流导体切割磁感线会产生电流，而电流(或运动或运动电荷电荷)将产生磁场，磁场对运动电荷（或载流将产生磁场，磁场对运动电荷（或载流导线）有力的作用。导线）有力的作用。生产中使用的电机、电器、指示仪表，生产中使用的电机、电器、指示仪表，都存在电与磁的相互作用和转化、电路与磁路都存在电与磁的相互作用和转化、电路与磁路并存并存.磁路是磁场中磁感线通过的路径。磁路是磁场中磁感线通过的路径。将通电线圈绕在铁心上形成磁路的目的是以较小的电流将通电线圈绕在铁心上形成
4、磁路的目的是以较小的电流获取较强的磁场，以便得到较大的感应电动势或电磁力。获取较强的磁场，以便得到较大的感应电动势或电磁力。、8.1.1 磁路的主要物理量磁路的主要物理量 电流流经线圈产生磁场，磁感线用来描述磁场的状电流流经线圈产生磁场，磁感线用来描述磁场的状态，磁感线是无始无终的闭合曲线。磁场中任一点小磁针态，磁感线是无始无终的闭合曲线。磁场中任一点小磁针N极受磁场力的方向，就是那一点磁场的方向，即磁感线上极受磁场力的方向，就是那一点磁场的方向，即磁感线上任意点的切线方向。任意点的切线方向。磁感线越密的地方磁场越强。磁感线越密的地方磁场越强。()=()tNLi t一、磁通一、磁通 磁场中与磁
5、感线方向垂直的某一截面内磁感线的条磁场中与磁感线方向垂直的某一截面内磁感线的条数称为磁通数称为磁通 ，单位为韦伯，单位为韦伯(Wb)。线圈中的磁通线圈中的磁通 随流经线圈的电流增大而增大，随流经线圈的电流增大而增大，N匝匝线圈磁通的总和称为磁通链线圈磁通的总和称为磁通链 。Li铁心线圈的铁心线圈的L不是常数不是常数二、磁感应强度二、磁感应强度B 反映某点磁场强弱反映某点磁场强弱 匀强磁场中，磁感应强度的大小等于该点与磁场匀强磁场中，磁感应强度的大小等于该点与磁场方向垂直的单位面积内所通过的磁感线条数，因此又称方向垂直的单位面积内所通过的磁感线条数，因此又称为磁通密度。为磁通密度。BS 单位：特
6、斯拉（单位：特斯拉（T），），每平方米磁感线条数为每平方米磁感线条数为1韦伯就是韦伯就是1特斯拉特斯拉。磁感应强度越大，该磁场对载流导线有更大的作用力。磁感应强度越大，该磁场对载流导线有更大的作用力。FFilBBil三、真空磁导率三、真空磁导率 、相对磁导率、相对磁导率 、绝对磁导率、绝对磁导率 0r 载流线圈的磁路长载流线圈的磁路长1米，通入电流米，通入电流 ，骨架为非磁性材料时，磁感应强度骨架为非磁性材料时，磁感应强度B0为为 i00BNi70410(/)H mB0与电流成正比与电流成正比，曲线，曲线 若将线圈绕在铁心上，同一电流下磁感若将线圈绕在铁心上，同一电流下磁感应强度增加许多，增加
7、量为应强度增加许多，增加量为B，曲线，曲线 0BBB0 rorBBNiNi ()roBB倍数0r 铁磁性物质主要有铸钢、硅钢片、铁及其钴镍的合金、铁磁性物质主要有铸钢、硅钢片、铁及其钴镍的合金、铁氧体等，它们在电流产生的外磁场作用下被强烈地磁铁氧体等，它们在电流产生的外磁场作用下被强烈地磁化，这种磁化产生的附加磁场化，这种磁化产生的附加磁场B使总磁场显著增强，并使总磁场显著增强，并且把绝大部分磁感线集中在铁心内部。且把绝大部分磁感线集中在铁心内部。铁磁性物质的相对铁磁性物质的相对磁导率磁导率 很大，等于数千乃至数万，但不是常数。很大，等于数千乃至数万，但不是常数。例如例如硅钢片硅钢片 坡莫合金
8、（铁镍合金）的坡莫合金（铁镍合金）的 r 在弱磁场中可达在弱磁场中可达100000。除铁族元素及其化合物以外的全部物质，如空气、铜、木除铁族元素及其化合物以外的全部物质，如空气、铜、木材、橡胶等，都是非铁磁性物质，其绝对磁导率近似为真材、橡胶等，都是非铁磁性物质，其绝对磁导率近似为真空磁导率，空磁导率，0，相对磁导率近似为，相对磁导率近似为1，r1。rr6 0 0 08 0 0 0四、四、磁场强度磁场强度H 不是常数，铁芯中不是常数，铁芯中B并不与激励电流成正比，不能依据并不与激励电流成正比，不能依据 计算出计算出B。BNi需要定义辅助物理量需要定义辅助物理量磁场强度磁场强度H，单位是安米（单
9、位是安米（Am）。）。H与电流直接成正比。与电流直接成正比。BHBH 磁场强度磁场强度H与与磁感应强度磁感应强度B的关系的关系 注意：铁心线圈中的注意：铁心线圈中的 不是常数。不是常数。BH8.1.2 磁路的基本性质磁路的基本性质1、磁通连续性原理、磁通连续性原理 假设磁路中有一个封闭的球面，那么穿进它的磁假设磁路中有一个封闭的球面，那么穿进它的磁通恒等于穿出它的磁通，磁通在任何地方都是连续的。通恒等于穿出它的磁通，磁通在任何地方都是连续的。若穿进的磁通设为正，穿出为负，则磁场中任一闭合若穿进的磁通设为正，穿出为负，则磁场中任一闭合面的总磁通恒等于零。面的总磁通恒等于零。2、安培环路定律、安培
10、环路定律 磁场强度磁场强度H与闭合路径的乘积等于穿过该闭合路径所与闭合路径的乘积等于穿过该闭合路径所包围的全部电流的代数和。包围的全部电流的代数和。可见磁场强度与激励电流成正可见磁场强度与激励电流成正比，还与电流的分布及线圈的匝数比，还与电流的分布及线圈的匝数N有关，与磁场中磁介有关，与磁场中磁介质的磁导率无关，其方向与磁感应强度质的磁导率无关，其方向与磁感应强度B的方向相同。的方向相同。HliNiNiHl1 12 21 12 2 HliN iN iN iN iHl H与电流间符合与电流间符合右手螺旋关系时右手螺旋关系时“安匝数安匝数”取正号取正号 H的单位：安米的单位：安米安安匝匝数数22/H /mBH特斯拉韦伯 米安培 米安培 米亨利 安培 米亨利安培 米米推导磁导率的单位推导磁导率的单位
