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1、第六章 磁路和变压器,6.1 磁场的基本物理量6.2 磁性材料的磁性能6.3 磁路及其基本定律6.4 交流铁心线圈电路6.5 变压器,磁路:主磁通所经过的闭合路径。,6.1 磁场的基本物理量,6.1.1. 磁路的基本概念,线圈通入电流后,产生磁通,分主磁通和漏磁通。,6.1.2 磁路计算中的基本物理量,与磁场方向相垂直的单位面积上通过的磁通(磁力线),二、磁导率,:表征各种材料导磁能力的物理量,三、磁场强度 H,磁场强度是计算磁场所用的物理量,其大小为磁感应强度和导磁率之比。,6.2 磁性材料的磁性能:,一. 安培环路定律(全电流律):,6.3磁路及其基本定律,磁场中任何闭合回路磁场强度的线积
2、分,等于通过这个闭合路径内电流的代数和.,电流方向和磁场强度的方向符合右手定则,电流取正;否则取负。,在无分支的均匀磁路(磁路的材料和截面积相同,各处的磁场强度相等)中,安培环路定律可写成:,磁路长度L,线圈匝数N,HL:称为磁压降。,总磁动势,在非均匀磁路(磁路的材料或截面积不同,或磁场强度不等)中,总磁动势等于各段磁压降之和。,例:,对于均匀磁路,二. 磁路的欧姆定律:,磁路和电路的比较(一),磁路,电路,磁通,I,N,R,+,_,E,I,磁压降,磁动势,U,基本定律,磁阻,磁感应强度,安培环路定律,磁 路,I,N,欧姆定律,电阻,电流强度,克氏电压定律,克氏电流定律,磁路与电路的比较 (
3、二),电 路,R,+,_,E,I,励磁电流:在磁路中用来产生磁通的电流,6.4交流铁心线圈电路,I,U,一. 直流磁路的分析,直流磁路的特点:,直流磁路和电路中的恒压源类似,(R 为线圈的电阻),电路方程:,一般情况下 很小,二. 交流磁路的分析,假设,则,最大值,有效值,u,i,交流磁路的特点:,交流磁路中磁阻 对电流的影响,电磁铁吸合过程的分析:,在吸合过程中若外加电压不变, 则 基本不变。,i,u,(U不变,I不变),( I 随 Rm 变化),( U不变时, 基本不变),直流磁路,交流磁路,磁路小结,(,随Rm变化),变压器功能:,6.5 变压器,变压器应用举例,单相变压器,5.5.1
4、变压器的基本结构和工作原理,一. 结构:,工作过程:,空载运行 :原边接入电源,副边开路。,接上交流电源,二. 工作原理,( 方向符合右手定则),结论:改变匝数比,就能改变输出电压。,K为变比,原、副边电压关系,根据交流磁路的分析可得:,时,(变电压),负载运行,Z,副边带负载后对磁路的影响:在副边感应电压的作用下,副边线圈中有了电流 i2 。此电流在磁路中也会产生磁通,从而影响原边电流 i1。但当外加电压、频率不变时,铁芯中主磁通的最大值在变压器空载或有负载时基本不变 。带负载后磁动势的平衡关系为:,结论:原、副边电流与匝数成反比,由于变压器铁芯材料的导磁率高、空载励磁电流 很小,可忽略 。即:,原、副边电流关系,(变电流),(变阻抗),原、副边阻抗关系,从原边等效:,结论:变压器原边的等效负载,为副边所带负载乘以 变比的平方。,阻抗变换举例:扬声器上如何得到最大输出功率,求:负载上得到的功率,解:(1)将负载直接接到信号源上,得到的输出功 率为:,(2)将负载通过变压器接到信号源上。,输出功率为:,结论:由此例可见加入变压器以后,输出功率提高了 很多。原因是满足了电路中获得最大输出的条 件(信号源内、外阻抗差不多相等)。,