1.1 电机的磁路和磁路定理1.1.1 磁场、磁路1.1.2 磁感应强度（磁通密度）B、磁通量Φ1.1.3 导磁率μ、磁场强度H1.1.4 铁磁性材料的磁化曲线（B-H曲线）1.1.5 常用的铁磁材料及其特性1.1.6 磁场的损耗1.1.7 磁路的基本定律 1.1.1 磁场、磁路磁场：运动电荷（电流）的周围空间存在的一种特殊形态的物质，是描述磁力线在电机空间分布及变化磁路：磁力线闭合的主路径电机的磁路主要是铁磁材料构成，而旋转电机都有空气隙，空气隙的磁场是旋转电机能量转换的重要因素主磁通：由于铁心的导磁性能比空气要好得多，所以绝大部分磁通将在铁心内通过，这部分磁通称为主磁通漏磁通：围绕载流线圈、部分铁心和铁心周围的空间，还存在少量分散的磁通，这部分磁通称为漏磁通主磁路：主磁通所通过的路径漏磁路：漏磁通所通过的路径励磁线圈：用以激励磁路中磁通的载流线圈励磁电流：励磁线圈中的电流简单铁心磁路 1.1.1 磁场、磁路——各种设备的磁路2极直流电机的磁路4极同步电机的磁路2极感应电机的磁路变压器的磁路 1.1.1 磁场、磁路——各种设备的磁路 1.1.2 磁感应强度（磁通密度）B、磁通量Φ磁感应强度（磁通密度）B：磁场内某点的磁场强弱和方向的物理量。
单位：T（特斯拉）、D（高斯），1T=104D均匀磁场：磁场内各点的磁感应强度大小相等，方向相同磁通量Ф：穿过某一截面积S的感应强度的通量，也可理解为磁力线的总和单位：韦伯Wb、麦克斯韦Mx，1韦伯=108麦克斯韦磁通密度：单位面积上的磁通多少，数值上等于磁感应强度的大小磁链：匝数为N的线圈，每匝线圈通过的磁通量之和Ψ=NФ 1.1.3 导磁率μ、磁场强度H磁导率μ：表示磁场媒质磁性的物理量，即用来衡量物质的导磁能力 μ=B/H（单位亨/米）真空磁导率为空气、铜、铝等非磁性物质，磁导率约等于真空磁导率磁性材料的磁导率为 μFe=（2000 ~ 6000）μ0磁性材料的磁导率远远大于空气的磁导率如：铁、镍、钴及其合金单质存在的铁矿，一般具有整体磁性，就是因为被地磁场磁化的原因磁性材料（铁磁材料）的这一特性被广泛应用于各种电机电器中例如，电机、变压器的线圈中都装有铁芯，就是为了以较小的激磁电流获取较大的磁通非磁性材料因为没有磁畴，磁场对单个物质原子不起作用，不具有磁化的特性，磁导率也不会很大磁场强度H：表征磁场性质的另一个物理量它也是一个矢量，其单位为A/m（安/米）。
在电机分析中磁场强度反映了电磁之间的关系，它和磁感应强度间的数量关系是： 1.1.4 铁磁性材料的磁化曲线（B-H曲线）磁化曲线：磁性材料在磁化过程中，磁感应强度Ｂ随磁场强度（外加磁场）Ｈ变化的曲线，称为磁化曲线 该曲线分为四段：oa起始段，B增长缓慢，磁畴尚未大量取向一致ab上升段（线性区），B与H基本成正比迅速增大；磁畴开始大量取向一致bc饱和段，B的增长放缓，磁畴基本全部取向一致关于磁饱和的解释：c点以后，H再增大时，B几乎不再增长，磁化曲线呈非线性，达到“饱和”原因是磁畴取向全部一致，再也没有磁畴加入进来在磁化整个过程中，磁导率μ（斜率）不是常数，开始很大，后来很小，跟空气差不多了在电机、变压器的主磁路中，为了获得较大的磁通量，而又不过分增大磁动势，通常选b点作为磁感应强度额定工作点铁磁材料的铁磁材料的B-H（（磁化磁化））曲线曲线 1.1.4 铁磁性材料的磁化曲线（B-H曲线）当电机磁通波动，特别是周期性变化时，铁磁材料正反向磁化出现上升B-H曲线和下降B-H曲线不相重合如图所示构成封闭回线，称为磁滞回线电机中常用的线圈铁芯如硅钢叠片、铸铁、铸钢等Hc较小，而永磁材料的磁极Br和Hc较大。
剩磁剩磁Br：：去掉外磁场之后，铁磁材料内仍然保留的磁通密度去掉外磁场之后，铁磁材料内仍然保留的磁通密度矫顽磁力矫顽磁力Hc：：要使要使B为零，必须加上相应的反向外磁场为零，必须加上相应的反向外磁场磁滞磁滞：：铁磁材料所具有的这种磁通密度铁磁材料所具有的这种磁通密度B的变化滞后于磁场强度的变化滞后于磁场强度H变化的现象变化的现象磁滞现象是铁磁材料的另一个特性 1.1.4 铁磁性材料的磁化曲线（B-H曲线）基基本本磁磁化化曲曲线线HB 1.1.4 铁磁性材料的磁化曲线（B-H曲线）软磁材料的磁滞曲线软磁材料的磁滞曲线B软软磁磁材材料料H 1.1.4 铁磁性材料的磁化曲线（B-H曲线）硬磁材料（永磁材料）的磁滞曲线硬磁材料（永磁材料）的磁滞曲线BH硬硬磁磁材材料料 1.1.5 常用的铁磁材料及其特性根据矫顽磁力的大小和磁滞回线的形状，磁性材料分为软磁材料和硬磁材料（永磁材料）1）软磁材料）软磁材料矫顽磁力小和磁滞回线较狭窄，而导磁率很大，容易被磁化，在较低外磁场的作用下就能产生较高的磁通密度，一旦外磁场消失，其磁性基本上消失如电工硅钢片、铸钢、铸铁等2）硬磁材料（永磁材料））硬磁材料（永磁材料）矫顽磁力大和磁滞回线较宽阔，而导磁率较小，不容易被磁化，也不容易失磁，当外磁场消失后，它们能保持相当强且稳定的磁性。
如铁氧体（铁和锶、钡等金属元素的一种或多种复合化合物）、铝镍钴（铁和铝、镍及钴的合金）、稀土永磁材料等 1.1.5 常用的铁磁材料及其特性 1.1.5 常用的铁磁材料及其特性 1.1.5 常用的铁磁材料及其特性 1.1.5 常用的铁磁材料及其特性 1.1.6 磁场的损耗（1）磁滞损耗： 铁磁材料在交变磁场作用下反复磁化时，内部的磁畴不停的往返倒转，分子运动摩擦生热而消耗能量，称为磁滞损耗磁滞损耗和磁场频率、磁滞回线面积（跟材料有关）、磁通密度幅值（最大值）有关用硅钢片可减少磁滞损耗上式中：V为导磁体的体积； kh为导磁材料的磁滞损耗系数； f为磁场交变频率，即导磁体被反复磁化的频率； Bm为磁化过程中的最大磁通密度； 指数n与材料的性质有关，其值在1.4~2.0之间 1.1.6 磁场的损耗（2）涡流损耗：铁磁滞材料中的磁通交变时，会感应电动势和电流，因为这种电流呈漩涡状，故称为涡流涡流在材料的电阻上产生的损耗，称为涡流损耗上式中：V为导磁体的体积； ke为铁芯材料的涡流损耗系数； τ为叠片的厚度，在50Hz的交变磁场中一般在0.3mm~0.5mm之间； f为磁场交变频率，即导磁体被反复磁化的频率； Bm为磁化过程中的最大磁通密度。
涡流损耗和磁场频率、磁通密幅值、及材料的电阻和厚度都有关系因此，电工钢片一般都很薄，并且加入4%左右的硅，形成半导体类合金，显著增加电阻以减小涡流损耗磁滞损耗和涡流损耗共称为铁耗，表示式：一般电工钢片，Bm在1.8T内，可近似为： 其中：kFe为铁芯损耗系数B↑↑ 1.1.7 磁路的基本定律（1）安培环路定律（全电流定律）磁场強度矢量H沿任一闭合磁路的线积分，等于穿过该闭合路径的限定面积中流过电流的代数和上式中：N为闭合路径链着的线圈匝数； I为线圈中的电流积分回路的绕行方向和产生该磁场电流的方向符合右手螺旋法则磁压（磁位差）：磁场强度沿一条路径L的线积分沿着磁场中任一闭合回路，其总磁压等于总磁势：H HL L注意：磁压、磁动势单位均为注意：磁压、磁动势单位均为A 1.1.7 磁路的基本定律（1）安培环路定律（全电流定律）例1：一闭合铁心磁路，铁心的截面积 ，磁路的平均长度L=0.3m，铁心的磁导率，套装在铁心上的励磁绕组为500匝。
试求在铁心中产生1T的磁通密度时，所需的励磁磁动势和励磁电流A 1.1.7 磁路的基本定律（2）磁路的欧姆定律如图所示为一均匀磁路根据安培环路定律可得： 磁阻表达式： 其中：μ为导磁性物质的磁导率；L为导磁性物质的长度； S为导磁性物质的截面积磁路的磁阻与长度成正比、与横截面积成反比，与磁导率成反比作用在磁路上的磁动势等于磁路内的磁通量乘以磁阻磁阻的单位是H-1或A/Wb 1.1.7 磁路的基本定律（3）磁路的基尔霍夫第一定律定律内容：穿出（或进入）任一闭和面的总磁通量恒等于零（或者说，进入任一闭合面的磁通量恒等于穿出该闭合面的磁通量），这就是磁通连续性定律 又称磁路的并联定律又称磁路的并联定律对于闭合面A： 1.1.7 磁路的基本定律（4）磁路的基尔霍夫第二定律定律背景：磁路计算时，总是把整个磁路分成若干段，每段为同一材料、相同截面积，且段内磁通密度处处相等，从而磁场强度亦处处相等。
定律内容：沿任何闭合磁路的总磁动势恒等于各段磁路磁位降的代数和 又称磁路的串联定律又称磁路的串联定律i 1.1.7 磁路的基本定律注意：磁路虽然形式上与电路相同，但它们之间却存在着本质上的不同，如电流是真实的带电粒子的运动，铁芯材料的磁化是铁磁材料内部磁畴绕轴转动，形成一个附加磁场，而磁场仅仅是人们对磁场现象的一种描述方法和手段 例2. 如图所示为一闭合电磁铁磁路， ，铁心为硅钢，要产生磁通Ф=0.0012Wb时，需要线圈产生多大的磁动势？解：求铁心的磁场强度 查硅钢片磁化曲线 求磁势问题：为何不能用公式H=B/µ直接求H？ 例3．如图所示为一有气隙的电磁铁磁路， 铁心为硅钢，要产生磁通Ф=0.0012Wb时，要求线圈提供多大的磁动势？解：（1）求铁心的磁场强度，查硅钢片磁化曲线得 （2）求空气隙的磁磁场强度 （3）求总的磁动势为：由例2和例3可见，气隙的存在，虽然很小，但对磁势增加很大。
大部分的磁势降落在小小的气隙上有些磁路没有气隙，如变压器的磁路；有的磁路必须有磁路，如电动机有些磁路有气隙，但工作后就没有，如电磁铁 个人观点供参考，欢迎讨论 。