磁路歐姆定律

磁路歐姆定律1第1頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月§7-1

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（導磁性能好的磁性材料）2第2頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月一、磁路計算中的基本物理量1、磁感應強度B（磁通密度）1Tesla=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B

的大小相等，方向相同的磁場3第3頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月2、磁導率：表征各種材料導磁能力的物理量（亨/米）

真空中的磁導率()為常數(shù)一般材料的磁導率和真空中的磁導率之比，稱為這種材料的相對磁導率稱為磁性材料稱為非磁性材料4第4頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月3、磁場強度H

磁場強度是計算磁場所用的物理量，其大小為磁感應強度和導磁率之比。單位：B：特斯拉：亨/米：安/米5第5頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月

二、鐵磁材料的磁性能：1、磁導率高》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，組成許多小磁體，具有磁性，這些小磁體稱為“磁疇”。6第6頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月

2、磁飽和性線性區(qū)oa段：B隨H線性增長；進入飽和區(qū)ab段：B增大緩慢；飽和區(qū)b點以后：B基本不變。B

—

磁感應強度H

—

磁場強度B=μHoH∝INBabB–Hμ—HB0–H7第7頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月

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、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-Hm8第8頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月三、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。9第9頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月1.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電流方向和磁場強度的方向符合右手螺旋定則，電流取正；否則取負。10第10頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月

在無分支的均勻磁路（磁路的材料和截面積相同，各處的磁場強度相等）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=NI11第11頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月總磁動勢

在非均勻磁路（磁路的材料或截面積不同，或磁場強度不等）中，總磁動勢等于各段磁壓降之和。例：IN12第12頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月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13第13頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月磁路和電路的比較（一）磁路電路INR+_EI磁通磁壓降磁動勢電壓降電動勢電流U14第14頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月歐姆定律

磁阻磁感應強度安培環(huán)路定律磁路IN歐姆定律電阻電流強度KVLKCL磁路與電路的比較(二)電路R+_EI15第15頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月勵磁電流：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16第16頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月IU1、直流磁路特點: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3）4）功率損耗無鐵損耗線圈鐵心銜鐵17第17頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月電路方程：一般情況下很小交流激勵線圈中產(chǎn)生感應電勢2、交流磁路：主磁通：漏磁通ui的感應電勢和產(chǎn)生18第18頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月ui假設(shè)則最大值有效值19第19頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月當外加電壓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，當一定時磁動勢IN隨磁阻的變化而變化。交流磁路的特點:20第20頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月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?。?/p>

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，將會導致過熱，把線圈燒壞。

注意：21第21頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月(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）22第22頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月§7-2

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…降壓實驗室380/220伏降壓儀器36伏降壓380伏23第23頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月①高壓直流輸電損耗少，正受到世界各國的重視。②目前我國直流輸電工程建設(shè)已進入快速發(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。③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現(xiàn)全國資源優(yōu)化配置創(chuàng)造有利條件。④

2005年中國直流輸電應在世界名列前茅。我國高壓直流輸電情況簡介我國自20世紀50年代末就開始直流輸電技術(shù)的研究，60年代在電科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直流試驗線路，開始了直流輸電技術(shù)在我國的運用。

24第24頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月一、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：靜止電器設(shè)備、維護簡單、運行可靠25第25頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月三、變壓器分類：1、單相B、三相B2、升壓B、降壓B3、雙繞組B、三繞組B4、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)26第26頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月四、變壓器的基本結(jié)構(gòu)閉合鐵心原繞組（接電源）副繞組（接負載）閉合鐵心：磁路部分高低壓繞組：電路部分27第27頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月五、工作原理變壓器符號：工作過程：28第28頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月空載運行：原邊接入電源，副邊開路。u20（

e、Φ

方向符合右手定則）29第29頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月結(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）30第30頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月Z

在副邊感應電勢的作用下，副邊線圈中有了電流i2

。此電流在磁路中也會產(chǎn)生磁通，從而影響原邊電流i1。但當外加電壓、頻率不變時，鐵芯中主磁通的最大值在變壓器空載或有負載時基本不變

。變壓器工作原理（變換電流作用）帶負載后磁動勢的平衡關(guān)系為：31第31頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月結(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）32第32頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月從原邊等效：

結(jié)論：變壓器原邊的等效負載，為副邊負載乘以變比的平方。

變壓器工作原理（變換阻抗作用）等效33第33頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月阻抗變換舉例：揚聲器上如何得到最大輸出功率？已知：信號源電壓的有效值:U1=50V;信號內(nèi)阻：Rs=100

;負載為揚聲器，其等效電阻：RL=8

。求：負載上得到的功率RsRL信號源U134第34頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）將負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：揚聲器上如何得到最大輸出功率？35第35頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月六、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（?）。XYZABCabcxyz36第36頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月YY/接法Y/YO接法YYO動力和照明混合負荷線電壓的比值：動力負荷線電壓的比值：37第37頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月七、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：38第38頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月容量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：

39第39頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月2.變壓器的效率(

)變壓器的損耗包括兩部分：銅損(PCu)：繞組導線電阻所致。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)生的感應電流（渦流），造成的損失。鐵損()：PFeP1P1-PCu-PFeP1P2=h=40第40頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月3.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：U2I2U20U2I2N41第41頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月4.變壓器繞組極性及連接方法同極性端(同名端)當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鐵芯中的磁通變化時，在兩線圈中產(chǎn)生的感應電動勢極性相同的兩端為同極性端AXax··AXax··42第42頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月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··43第43頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月220V：聯(lián)結(jié)2－3勵磁兩種接法下線圈工作情況的分析··132444第44頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月110V：聯(lián)結(jié)1－3，2－4說明：兩種接法下Φm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··'45第45頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月問題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：因為：46第46頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月問題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（220/110），使用中應注意的問題：47第47頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月方法一：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48第48頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月方法二：直流法mA+_1234S+-設(shè)S閉合時i、

增加。感應電動勢的方向，阻止

的增加。如果當

S閉合時，mA表正偏，則1－3為同極性端;結(jié)論如果當S

閉合時，mA表反偏，則1－4為同極性端e1e2同極性端的測定方法49第49頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月自耦變壓器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。實驗室中用的調(diào)壓器就是根據(jù)此原理制作的。50第50頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月使用注意事項1、原、副邊千萬不能對調(diào)使用，否則會燒壞。2、應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51第51頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月1.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52第52頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月（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53第53頁，課件共56頁，創(chuàng)作于2023年2月隨著我國國民經(jīng)濟的迅速發(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)展為適應和滿足市場需求，許多制造廠家不斷地改進產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提高產(chǎn)品性能，從國外引進先進的生產(chǎn)技術(shù)和裝備，在新工藝材