磁路歐姆定律

1、關(guān)于磁路歐姆定律第一張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月17-1 磁路的基本物理量和基本性質(zhì)磁路：主磁通所經(jīng)過的閉合路徑。磁路的基本概念 線圈通入電流后，產(chǎn)生磁通，分主磁通和漏磁通。：主磁通：漏磁通i鐵心（導(dǎo)磁性能好 的磁性材料）第二張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月2一、 磁路計算中的基本物理量1、磁感應(yīng)強(qiáng)度 B（磁通密度）1 Tesla = 104 高斯B 的單位：特斯拉（Tesla）單位：韋伯磁通 與磁場方向相垂直的單位面積上通過的磁通（磁力線）均勻磁場是各點(diǎn) B 的大小相等，方向相同的磁場第三張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月32、磁導(dǎo)率：表征各種材料導(dǎo)磁能力的物

2、理量（亨/米） 真空中的磁導(dǎo)率( )為常數(shù)一般材料的磁導(dǎo)率 和真空中的磁導(dǎo)率之比，稱為這種材料的相對磁導(dǎo)率稱為磁性材料稱為非磁性材料第四張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月43、磁場強(qiáng)度 H 磁場強(qiáng)度是計算磁場所用的物理量，其大小為磁感應(yīng)強(qiáng)度和導(dǎo)磁率之比。單位：B ：特斯拉：亨/米：安/米第五張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月5 二、鐵磁材料的磁性能：1、磁導(dǎo)率高1 磁化前磁化后外磁場鐵磁材料的磁化磁疇磁疇結(jié)構(gòu)在物質(zhì)內(nèi)部電子繞原子核旋轉(zhuǎn)及電子本身自轉(zhuǎn)形成了分子電流，這個電流會產(chǎn)生磁場。同時鐵磁材料內(nèi)部的分子之間有一種相互作用力，使得每個區(qū)域內(nèi)的分子磁場具有相同的方向，組成許多小磁

3、體，具有磁性，這些小磁體稱為“磁疇”。第六張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月6 2、磁飽和性線性區(qū)oa段：B 隨H 線性增長；進(jìn)入飽和區(qū)ab段：B 增大緩慢；飽和區(qū)b點(diǎn)以后：B 基本不變。B 磁感應(yīng)強(qiáng)度 H 磁場強(qiáng)度B = HoHINBabB HHB 0 H第七張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月7 3、磁滯性交變磁化時，B的變化滯后于H的變化的特性稱為磁滯性。磁滯回線 根據(jù)磁性能，磁性材料又可分為三種：軟磁材料（磁滯回線窄長，常用做交流電機(jī)、變壓器的鐵心等）、永磁材料（磁滯回線寬，常用做永久磁鐵）、矩磁材料（滯回線接近矩形，可用做記憶元件）。BH+Hm-Hm第八張，PPT共五十

4、七頁，創(chuàng)作于2022年6月8三、鐵損耗1、磁滯損耗 ：磁滯損耗與磁滯回線所圍面積成正比。磁疇反復(fù)轉(zhuǎn)向使鐵心發(fā)熱損耗，稱為磁滯損耗。2、渦流損耗 ：交變磁場使鐵心產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和渦電流使鐵心發(fā)熱損耗，稱為渦流損耗。iBBi為了減少渦流損耗，采用表面絕緣的硅鋼片疊制鐵心。第九張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月91. 安培環(huán)路定律（全電流定律）：四、 磁路的基本定律 磁場中任何閉合回路磁場強(qiáng)度的線積分,等于通過這個閉合路徑內(nèi)電流的代數(shù)和.I1I2I3電流方向和磁場強(qiáng)度的方向符合右手螺旋定則，電流取正；否則取負(fù)。第十張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月10 在無分支的均勻磁路（磁路的材料

5、和截面積相同，各處的磁場強(qiáng)度相等）中，安培環(huán)路定律可寫成：磁路長度L線圈匝數(shù)NIHL：稱為磁壓降。NI：稱為磁動勢。一般 用 F 表示。F=NI第十一張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月11總磁動勢 在非均勻磁路（磁路的材料或截面積不同，或磁場強(qiáng)度不等）中，總磁動勢等于各段磁壓降之和。例：IN第十二張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月12對于均勻磁路磁路中的歐姆定律2、 磁路的歐姆定律：則：INSL注：由于磁性材料 是非線性的，磁路歐姆定律多用作定性分析，不做定量計算。令：Rm 稱為磁阻第十三張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月13磁路和電路的比較（一）磁路電路INR+_EI

6、磁通磁壓降磁動勢電壓降電動勢電流U第十四張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月14歐姆定律 磁阻磁感應(yīng)強(qiáng)度安培環(huán)路定律磁 路IN歐姆定律電阻電流強(qiáng)度KVLKCL磁路與電路的比較 (二)電 路R+_EI第十五張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月15勵磁電流：在磁路中用來產(chǎn)生磁通的電流勵磁電流直流 - 直流磁路 交流 - 交流磁路磁路分析直流磁路交流磁路五、 磁路的分析如：直流電磁鐵如：交流電磁鐵第十六張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月16IU1、 直流磁路特點(diǎn):一定一定（線圈中沒有反電動勢）（R 為線圈的電阻）1）磁動勢 F=IN一定（恒磁動勢）2）IN一定時，磁通和磁阻成反比

7、3）4）功率損耗無鐵損耗線圈鐵心銜鐵第十七張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月17電路方程：一般情況下 很小交流激勵 線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電勢2、交流磁路：主磁通：漏磁通ui的感應(yīng)電勢和 產(chǎn)生第十八張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月18ui假設(shè)則最大值有效值第十九張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月19當(dāng)外加電壓U、頻率 f 與線圈匝數(shù)N一定時， 便確定下來。根據(jù)磁路歐姆定律 ，當(dāng) 一定時磁動勢IN隨磁阻 的變化而變化。 交流磁路的特點(diǎn):第二十張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月20交流磁路中磁阻 對電流的影響交流電磁鐵吸合過程的分析： 在吸合過程中若外加電壓不變, 則 基

8、本不變。iu電磁鐵吸合前(氣隙大） 大 起動電流大 電磁鐵吸合后(氣隙小） 小 電流小 如果氣隙中有異物卡住，電磁鐵長時間吸不上，線圈中的電流一直很大，將會導(dǎo)致過熱，把線圈燒壞。 注意：第二十一張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月21(U不變，I不變）( I 隨 Rm 變化）（ U不變時， 基本不變）直流磁路交流磁路磁路小結(jié)（隨Rm變化）第二十二張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月227-2 變壓器 發(fā)電廠1.05萬伏輸電線11萬伏22萬伏升壓變電站1萬伏降壓降壓實(shí)驗(yàn)室380 / 220伏降壓儀器36伏降壓380伏第二十三張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月23高壓直流輸電損

9、耗少，正受到世界各國的重視。目前我國直流輸電工程建設(shè)已進(jìn)入快速發(fā)展時期。中國現(xiàn)已在建和近期即將開工建設(shè)的500KV直流輸電工程就有三峽左岸直流(300萬千瓦)，三峽至廣東直流(300萬千瓦)，貴州至廣東的直流(300萬千瓦)；稍后開工的還有三峽右岸直流(300萬千瓦)等。作為大區(qū)互聯(lián)的直流工程將有西北華中、華北華中、東北華北等，很多輸電工程將在2005年完成，并基本實(shí)現(xiàn)全國聯(lián)網(wǎng)。為建立全國性統(tǒng)一開放，公平競爭，規(guī)范有序的電力市場和實(shí)現(xiàn)全國資源優(yōu)化配置創(chuàng)造有利條件。 2005年中國直流輸電應(yīng)在世界名列前茅。 我國高壓直流輸電情況簡介我國自20世紀(jì)50年代末就開始直流輸電技術(shù)的研究，60年代在電科

10、院建立起汞弧閥模擬裝置。70年代在上海，完全依靠國內(nèi)技術(shù)力量，利用報廢的交流電纜線路，建立起31kV直流試驗(yàn)線路，開始了直流輸電技術(shù)在我國的運(yùn)用。 第二十四張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月24一、變壓器功能：變換電壓：電力系統(tǒng) 變換阻抗：電子電路中的阻抗匹配 變換電流：電流互感器 二、變壓器特點(diǎn)：靜止電器設(shè)備、維護(hù)簡單、運(yùn)行可靠第二十五張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月25三、變壓器分類：1、單相B、三相B 2、升壓B、降壓B3、雙繞組B、三繞組B 4、普通B、有載調(diào)壓B5、干式B、油浸（jin）式B6、硅鋼鐵芯B、非晶合金B(yǎng) 第二十六張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6

11、月26四、變壓器的基本結(jié)構(gòu)閉合鐵心原繞組（接電源）副繞組（接負(fù)載）閉合鐵心：磁路部分高低壓繞組：電路部分第二十七張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月27五、工作原理變壓器符號：工作過程：第二十八張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月28空載運(yùn)行 ：原邊接入電源，副邊開路。u20（ e、 方向符合右手定則）第二十九張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月29結(jié)論：改變匝數(shù)比，就能改變輸出電壓。K為變比原、副邊電壓關(guān)系 變壓器工作原理（變換電壓作用）第三十張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月30Z 在副邊感應(yīng)電勢的作用下，副邊線圈中有了電流 i2 。此電流在磁路中也會產(chǎn)生磁通，從

12、而影響原邊電流 i1。但當(dāng)外加電壓、頻率不變時，鐵芯中主磁通的最大值在變壓器空載或有負(fù)載時基本不變 。變壓器工作原理（變換電流作用）帶負(fù)載后磁動勢的平衡關(guān)系為：第三十一張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月31結(jié)論：原、副邊電流與匝數(shù)比成反比由于變壓器鐵芯材料的導(dǎo)磁率高、空載勵磁電流 i10 很小，可忽略 原、副邊電流關(guān)系變壓器工作原理（變換電流作用）第三十二張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月32從原邊等效： 結(jié)論：變壓器原邊的等效負(fù)載，為副邊負(fù)載乘以變比的平方。 變壓器工作原理（變換阻抗作用）等效第三十三張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月33阻抗變換舉例：揚(yáng)聲器上如何得到

13、最大輸出功率？已知：信號源電壓的有效值: U1=50V; 信號內(nèi)阻： Rs=100 ;負(fù)載為揚(yáng)聲器，其等效電阻：RL=8。求：負(fù)載上得到的功率RsRL信號源U1第三十四張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月34（2）將負(fù)載通過變壓器接到信號源上，使其阻抗匹配。輸出功率為：設(shè)變比 則：RsU1阻抗變換舉例：揚(yáng)聲器上如何得到最大輸出功率？第三十五張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月35六、三相變壓器三相繞組高壓繞組AX、BY、CZ低壓繞組ax、by、cz接法可以接成星形（Y）或三角形（）。XYZABCabcxyz第三十六張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月36YY/ 接法Y/YO接

14、法YYO動力和照明混合負(fù)荷線電壓的比值：動力負(fù)荷線電壓的比值：第三十七張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月37七、變壓器的使用1. 變壓器的銘牌數(shù)據(jù) 額定電壓：變壓器副邊開路（空載）時，原、副邊繞組允許的電壓值。三相變壓器指線電壓 額定電流 ： 變壓器滿載運(yùn)行時，原、副邊繞組允許的電流值。三相變壓器指線電流 額定容量（視在功率）傳送功率的最大能力。 （理想）單相：NNNNNIUIUS112233=三相：第三十八張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月38容量 SN 輸出功率 P2 原邊輸入功率 P1 輸出功率 P2注意：變壓器幾個功率的關(guān)系效率功率因數(shù)容量：原邊輸入功率：輸出功率： 第

15、三十九張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月392.變壓器的效率()變壓器的損耗包括兩部分：銅損 (PCu) ：繞組導(dǎo)線電阻所致。磁滯損失：磁滯現(xiàn)象引起鐵芯發(fā)熱，造成的損失。渦流損失：交變磁通在鐵心中產(chǎn)生的感應(yīng)電流（渦流）， 造成的損失。鐵損( )：PFeP 1P 1 - P Cu - P FeP 1P 2=h =第四十張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月403.變壓器的外特性副邊輸出電壓和輸出電流的關(guān)系。即：U20：原邊加額定電壓、副邊開路時的輸出電壓。一般供電系統(tǒng)希望要硬特性（隨I2的變化，U2 變化不多）電壓調(diào)整率：U2I2U20U2I2N第四十一張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2

16、022年6月414.變壓器繞組極性及連接方法同極性端(同名端)當(dāng)電流流入兩個線圈時，若產(chǎn)生的磁通方向相同，則兩個流入端稱為同極性端當(dāng)鐵芯中的磁通變化時，在兩線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢極性相同的兩端為同極性端AXaxAXax第四十二張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月42電器使用時兩種電壓（220V/110V）的切換：220V： 聯(lián)結(jié) 2 3110V： 聯(lián)結(jié) 1 3，2 4線圈的接法1324第四十三張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月43220V：聯(lián)結(jié) 2 3勵磁兩種接法下線圈工作情況的分析1324第四十四張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月44110V：聯(lián)結(jié) 1 3，2 4說明：

17、兩種接法下m不變， 所以鐵心磁路的設(shè)計相同勵磁兩種接法下線圈工作情況的分析1324第四十五張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月45問題1：在110V 情況下，如果只用一個繞組（N），行不行？答：不行（兩繞組必須并繞）原邊有兩個相同繞組的電源變壓器（220/110），使用中應(yīng)注意的問題：13241,32,4N正確接法若兩種接法鐵心中的磁通相等，則：因?yàn)椋旱谒氖鶑?，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月46問題2：如果兩繞組的極性端接錯，結(jié)果如何？結(jié)論：在極性不明確時，一定要先測定極性再通電。答：有可能燒毀變壓器兩個線圈中的磁通抵消燒毀原因：1324原邊有兩個相同繞組的電源變壓器（220/

18、110），使用中應(yīng)注意的問題：第四十七張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月47方法一：交流法同極性端的測定方法1、把兩個線圈的任意兩端 (2- 4)連接,然后在 1、2 上加一小電壓 u 。2、分別測量：U12、U34、U131234V1234V結(jié)論若 U13=U12-U34，說明 1 與 3或 2 與 4是同極性端 若U13=U12+U34 ，說明 1與4或2 與 3 是同極性端第四十八張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月48方法二：直流法mA+_1234S+-設(shè)S閉合時i、 增加。感應(yīng)電動勢的方向，阻止 的增加。如果當(dāng) S閉合時，mA 表正偏，則 13 為同極性端;結(jié)論如果當(dāng)

19、S 閉合時，mA 表反偏，則 14 為同極性端e1e2同極性端的測定方法第四十九張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月49自耦變壓器ABP特殊變壓器簡介 使用時，改變滑動端的位置，便可得到不同的輸出電壓。實(shí)驗(yàn)室中用的調(diào)壓器就是根據(jù)此原理制作的。第五十張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月50使用注意事項(xiàng)1、原、副邊千萬不能對調(diào)使用，否則會燒壞。2、應(yīng)先將滑動頭旋至零位后再接通電源，然后調(diào)輸出電壓至所需值。用畢，再回零位。3、公共端必須接中性線（零線）。否則，即使輸出電壓很低，人觸及輸出的任一端時，都有觸電的危險。規(guī)定：安全變壓器一定要用雙繞組變壓器。自耦變壓器特殊變壓器簡介第五十一張，

20、PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月511. 副邊不能短路，以 防產(chǎn)生過流；2. 鐵心、低壓繞組的 一端接地，以防在 絕緣損時，在副邊 出現(xiàn)高壓。使用注意：VR N1（匝數(shù)多）保險絲 N2（匝數(shù)少）u（被測電壓）電壓表電壓互感器特殊變壓器簡介用低量程的電壓表測高電壓第五十二張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月52（被測電流）N1（匝數(shù)少）N2（匝數(shù)多）ARi1i2電流表1. 副邊不能開路，以 防產(chǎn)生高電壓；2. 鐵心、低壓繞組的 一端 接地，以防在 絕緣損壞時，在副 邊出現(xiàn)過壓。使用注意：用低量程的電流表測大電流電流互感器特殊變壓器簡介第五十三張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月53隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，對電力的需求也日益上長，作為輸變電系統(tǒng)中的主要設(shè)備變壓器也得到了長足的發(fā)展為適應(yīng)和滿足市場需求，許多制造廠家不斷地改進(jìn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提高產(chǎn)品性能，從國外引進(jìn)先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)和裝備，在新工藝材料的探索方面做了不懈的努力。 目前，變壓器主要向兩個方面發(fā)展 一是向特大型超高壓方面發(fā)展電壓等級由220伏、330伏和500千伏向750千伏、1000千伏發(fā)展。這些變壓器一般都用在大型電站或電力輸送上，其可靠性