第6章磁路與鐵心線圈電路

1、第6章 磁路與鐵心線圈電路,6.4 電磁鐵,6.5 變壓器,6.1 磁場(chǎng)的基本物理量和基本性質(zhì),6.2 磁路概念及磁路的安培環(huán)路定律,6.3 交流勵(lì)磁下的鐵芯線圈電路,2. 了解變壓器的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、運(yùn)行特性和繞組的同極性端，理解變壓器額定值的意義；,3. 掌握變壓器電壓、電流和阻抗變換作用；,4.了解三相電壓的變換方法；,本章要求：,第6章 磁路與鐵心線圈電路,5. 了解電磁鐵的基本工作原理及其應(yīng)用知識(shí)。,1. 理解磁場(chǎng)的基本物理量的意義，了解磁性材料的基本知識(shí)及磁路的基本定律，會(huì)分析計(jì)算交流鐵心線圈電路；,磁場(chǎng)的特性可用磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁通、磁場(chǎng)強(qiáng)度、磁 磁導(dǎo)率等幾個(gè)物理量表示。,一、磁

2、感應(yīng)強(qiáng)度,與磁場(chǎng)方向相垂直的單位面積上通過的磁通（磁 力線），可表示磁場(chǎng)內(nèi)某點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向。,B的單位：特斯拉（T） 1T104Gs 的單位：韋伯,矢量,6.1 磁場(chǎng)的基本物理量和基本性質(zhì),二、磁通 磁感應(yīng)強(qiáng)度B與垂直于磁場(chǎng)方向的面積S的乘積， 稱為通過該面積的磁通。,如 磁場(chǎng)內(nèi)各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小相等，方向相同， 這樣的磁場(chǎng)則稱為均勻磁場(chǎng)。,BS,的單位：伏秒，通稱為韋伯 Wb 或麥克斯韋Mx 1Wb108Mx,三、磁場(chǎng)強(qiáng)度,磁場(chǎng)強(qiáng)度是計(jì)算磁場(chǎng)所用的物理量，其大小為磁 感應(yīng)強(qiáng)度和磁導(dǎo)率之比。,H的單位：安米 的單位：亨米,矢量,四、磁導(dǎo)率 磁導(dǎo)率 是一個(gè)用來(lái)表示磁場(chǎng)媒質(zhì)磁性和衡量物質(zhì)導(dǎo)

3、磁能力的物理量。,一般材料的磁導(dǎo)率 和真空磁導(dǎo)率 0 的比值，稱為 該物質(zhì)的相對(duì)磁導(dǎo)率 r,或,返回,真空中的磁導(dǎo)率為常數(shù),5 物質(zhì)的磁性,1)非磁性物質(zhì),非磁性物質(zhì)分子電流的磁場(chǎng)方向雜亂無(wú)章，幾乎不受外磁場(chǎng)的影響而互相抵消，不具有磁化特性。 非磁性材料的磁導(dǎo)率都是常數(shù)，有：,所以磁通 與產(chǎn)生此磁通的電流 I 成正比，呈線性關(guān)系。,當(dāng)磁場(chǎng)媒質(zhì)是非磁性材料時(shí)，有：,即 B與 H 成正比，呈線性關(guān)系。,由于, 0 r 1,B = 0 H,( ),( I ),2) 磁性物質(zhì),磁性物質(zhì)內(nèi)部形成許多小區(qū)域，其分子間存在的一種特殊的作用力使每一區(qū)域內(nèi)的分子磁場(chǎng)排列整齊，顯示磁性，稱這些小區(qū)域?yàn)榇女牎?在外

4、磁場(chǎng)作用下，磁疇方向發(fā)生變化，使之與外磁場(chǎng)方向趨于一致，物質(zhì)整體顯示出磁性來(lái)，稱為磁化。即磁性物質(zhì)能被磁化。,磁 疇,外 磁 場(chǎng),在沒有外磁場(chǎng)作用的普通磁性物質(zhì)中，各個(gè)磁疇排列雜亂無(wú)章，磁場(chǎng)互相抵消，整體對(duì)外不顯磁性。,磁 疇,幾種常見磁性物質(zhì)的磁化曲線,磁性材料的磁性能,一、高導(dǎo)磁性 指磁性材料的磁導(dǎo)率很高， r1，使其具有 被強(qiáng)烈磁化的特性。,二、磁飽和性 當(dāng)外磁場(chǎng)（或勵(lì)磁電流）增大到一定值時(shí)，磁性 材料的全部磁疇的磁場(chǎng)方向都轉(zhuǎn)向與磁場(chǎng)的方向一致， 磁化磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度BJ達(dá)到飽和值。,高導(dǎo)磁性、磁飽和性、磁滯性、非線性,磁化曲線,B和與H的關(guān)系,注,當(dāng)有磁性物質(zhì)存在時(shí) B與H不成比例，與

5、I也不成比例。,三、磁滯性 當(dāng)鐵心線圈中通有交變電流（大小和方向都變化） 時(shí)，鐵心就受到交變磁化，電流變化時(shí)，B隨H而變化， 當(dāng)H已減到零值時(shí)，但B未回到零，這種磁感應(yīng)強(qiáng)度滯 后于磁場(chǎng)強(qiáng)度變化的性質(zhì)稱磁性物質(zhì)的磁滯性。,H,磁滯回線,剩磁：當(dāng)線圈中電流減到零 （H0），鐵心在磁化時(shí)所 獲的磁性還未完全消失，這 時(shí)鐵心中所保留的磁感應(yīng)強(qiáng) 度稱為剩磁感應(yīng)強(qiáng)度Br,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(zhǎng)。常用做磁頭、磁心等）、 永磁材料（磁滯回線寬。常用做永久磁鐵）、 矩磁材料（磁滯回線接近矩形?？捎米鲇洃浽?開關(guān)元件和邏輯元件）。,返回,6.2.2安培環(huán)路定律（全電流定律）：

6、 磁場(chǎng)中任何閉合回路磁場(chǎng)強(qiáng)度的線積分,等于通過這個(gè)閉合路徑內(nèi)電流的代數(shù)和.即,6.2 磁路概念及磁路的安培環(huán)路定律,電流方向和磁場(chǎng)強(qiáng)度的方向 符合右手定則，電流取正； 否則取負(fù)。,在無(wú)分支的均勻磁路（磁路的材料和截面積相同，各處的磁場(chǎng)強(qiáng)度相等）中，如環(huán)形線圈，安培環(huán)路定律可寫成：,FNI即線圈匝數(shù)與電流的乘積，稱磁通勢(shì) 單位為安培（A）,討論,磁場(chǎng)內(nèi)某一點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)度H與有關(guān)嗎？,由上兩式可知，磁場(chǎng)內(nèi)某一點(diǎn)的H只與電流大小、線圈匝數(shù)及該點(diǎn)的幾何位置有關(guān)，而與 無(wú)關(guān),6.2.3 磁路的分析計(jì)算,1 磁路的概念,在電機(jī)、變壓器及各種鐵磁元件中常用磁性材料做成一定形狀的鐵心。鐵心的磁導(dǎo)率比周圍空氣或其

7、它物質(zhì)的磁導(dǎo)率高的多，磁通的絕大部分經(jīng)過鐵心形成閉合通路，磁通的閉合路徑稱為磁路。,直流電機(jī)的磁路,交流接觸器的磁路,2 磁路的歐姆定律,磁路的歐姆定律是分析磁路的基本定律,環(huán)形線圈如圖，其中媒質(zhì)是均 勻的，磁導(dǎo)率 為， 試計(jì)算線圈內(nèi)部 的磁通 。,解：根據(jù)安培環(huán)路定律，有,設(shè)磁路的平均長(zhǎng)度為 l，則有,1. 引例,式中：F=NI 為磁通勢(shì)，由其產(chǎn)生磁通； Rm 稱為磁阻，表示磁路對(duì)磁通的阻礙作用； l 為磁路的平均長(zhǎng)度； S 為磁路的截面積。,2) 磁路的歐姆定律,若某磁路的磁通為，磁通勢(shì)為F ，磁阻為Rm，則,即有：,此即磁路的歐姆定律。,3) 磁路與電路的比較,4) 磁路分析的特點(diǎn),(1

8、)在處理電路時(shí)不涉及電場(chǎng)問題，在處理磁路時(shí)離不開磁場(chǎng)的概念；,(2)在處理電路時(shí)一般可以不考慮漏電流，在處理磁路時(shí)一般都要考慮漏磁通；,(3)磁路歐姆定律和電路歐姆定律只是在形式上相似。由于 不是常數(shù)，其隨勵(lì)磁電流而變，磁路歐姆定律不能直接用來(lái)計(jì)算，只能用于定性分析；,(4)在電路中，當(dāng) E=0時(shí)，I=0；但在磁路中，由于有剩磁，當(dāng) F=0 時(shí)， 不為零；,磁路的計(jì)算,在計(jì)算電機(jī)、電器等的磁路時(shí)，要預(yù)先給定鐵心中的磁通（或磁感應(yīng)強(qiáng)度），而后按照所給的 磁通及磁路各段的尺寸和材料去求產(chǎn)生預(yù)定磁通所需的磁通勢(shì)FNI。 計(jì)算均勻磁路要用磁場(chǎng)強(qiáng)度H，即NIHl， 如磁路由不同的材料、長(zhǎng)度和截面積的幾段

9、組 成，則磁路由磁阻不同的幾段串聯(lián)而成。 NIH1 l1H2 l2（H l）,如：由三段串聯(lián)而成的 繼電器磁路,解,磁路的平均長(zhǎng)度為 l（1015）2） 39.2cm 查鑄鋼的磁化曲線，當(dāng)B0.9T 時(shí)， H1500Am 于是 H1 l1195A 空氣隙中的磁場(chǎng)強(qiáng)度為 H0B0 00.9（4 107）7.2105A/m,H07.2 105 0.2 10-21440A 總磁通勢(shì)為 NI（H l）H1 l1H0 19514401635 線圈匝數(shù)為 NNII1635,若要得到相等的磁感應(yīng)強(qiáng)度，采用磁導(dǎo)率高的鐵心材料，可使線圈的用銅量大為降低。 若線圈中通有同樣大小的勵(lì)磁電流，要得到相等的磁通，采用磁

10、導(dǎo)率高的鐵心材料，可使鐵心的用鐵量大為降低 當(dāng)磁路中含有空氣隙時(shí)，由于其磁阻較大，要得到相等的磁感應(yīng)強(qiáng)度，必須增大勵(lì)磁電流（線圈匝數(shù)一定）,結(jié)論,返回,查鑄鋼的磁化曲線， B=0.9 T 時(shí)，磁場(chǎng)強(qiáng)度 H1=500 A/m,例2: 有一環(huán)形鐵心線圈，其內(nèi)徑為10cm，外徑為 5cm，鐵心材料為鑄鋼。磁路中含有一空氣隙， 其長(zhǎng)度等于 0.2cm。 設(shè)線圈中通有 1A 的電流， 如要得到 0.9T 的磁感應(yīng)強(qiáng)度，試求線圈匝數(shù)。,解:,空氣隙的磁場(chǎng)強(qiáng)度,鑄鋼鐵心的磁場(chǎng)強(qiáng)度，,鐵心的平均長(zhǎng)度,磁路的平均總長(zhǎng)度為,對(duì)各段有,總磁通勢(shì)為,線圈匝數(shù)為,磁路中含有空氣隙時(shí)，由于其磁阻較大，磁通勢(shì)幾乎都降在空氣

11、隙上面。,結(jié)論：當(dāng)磁路中含有空氣隙時(shí)，由于其磁阻較大，要得到相等的磁感應(yīng)強(qiáng)度，必須增大勵(lì)磁電流（設(shè)線圈匝數(shù)一定）。,6.2 交流鐵心線圈電路,6.2.1 電磁關(guān)系,（磁通勢(shì)）,主磁通 ：通過鐵心閉合的磁通。,漏磁通：經(jīng)過空氣或其它非導(dǎo)磁媒質(zhì)閉合的磁通。,線圈,鐵心, i，,鐵心線圈的漏磁電感, 與i不是線性關(guān)系。,6.2.2 電壓電流關(guān)系,根據(jù)KVL:,式中：R是線圈導(dǎo)線的電阻,L 是漏磁電感,當(dāng) u 是正弦電壓時(shí)，其它各電壓、電流、電動(dòng)勢(shì)可視作正弦量，則電壓、電流關(guān)系的相量式為：,設(shè)主磁通 則,有效值,由于線圈電阻 R 和感抗X（或漏磁通）較小，其電壓降也較小，與主磁電動(dòng)勢(shì) E 相比可忽略，

12、故有,式中：Bm是鐵心中磁感應(yīng)強(qiáng)度的最大值，單位T； S 是鐵心截面積，單位m2。,6.2.3 功率損耗,交流鐵心線圈的功率損耗主要有銅損和鐵損兩種。,1. 銅損（Pcu）,在交流鐵心線圈中, 線圈電阻R 上的功率損耗稱銅損，用Pcu 表示。,Pcu = RI2,式中：R是線圈的電阻；I 是線圈中電流的有效值。,2. 鐵損（PFe）,在交流鐵心線圈中，處于交變磁通下的鐵心內(nèi)的功率損耗稱鐵損，用PFe 表示。,鐵損由磁滯和渦流產(chǎn)生。,（1）磁滯損耗（Ph）,由磁滯所產(chǎn)生的能量損耗稱為磁滯損耗 (Ph）。,磁滯損耗的大?。?單位體積內(nèi)的磁滯損耗正比與磁滯回線的面積和磁場(chǎng)交變的頻率 f。,磁滯損耗轉(zhuǎn)

13、化為熱能，引起鐵心發(fā)熱。,減少磁滯損耗的措施： 選用磁滯回線狹小的磁性材料制作鐵心。變壓器和電機(jī)中使用的硅鋼等材料的磁滯損耗較低。,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)適當(dāng)選擇值以減小鐵心飽和程度。,(2)渦流損耗（Pe）,渦流損耗: 由渦流所產(chǎn)生的功率損耗。,渦流：交變磁通在鐵心內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流，稱為渦流。渦流在垂直于磁通的平面內(nèi)環(huán)流。,渦流損耗轉(zhuǎn)化為熱能，引起鐵心發(fā)熱。,減少渦流損耗措施：,提高鐵心的電阻率。鐵心用彼此絕緣的鋼片疊成，把渦流限制在較小的截面內(nèi)。,鐵心線圈交流電路的有功功率為：,先將實(shí)際鐵心線圈的線圈電阻R、漏磁感抗X分出，得到用理想鐵心線圈表示的電路；,實(shí)際鐵心線圈電路,理想鐵心線圈電路,線圈電

14、阻,漏磁感抗,6.2.4 等效電路,用一個(gè)不含鐵心的交流電路來(lái)等效替代鐵心線圈交流電路。,等效條件：在同樣電壓作用下，功率、電流及各量之間的相位關(guān)系保持不變。,理想鐵心線圈的等效電路 理想鐵心線圈有能量的損耗和儲(chǔ)放，可用具有電阻R0和感抗X0串聯(lián)的電路等效。,式中： PFe為鐵損， QFe為鐵心儲(chǔ)放能量的無(wú)功功率。,故有：,理想鐵心線圈的等效電路 理想鐵心線圈有能量的損耗和儲(chǔ)放，可用具有電阻R0和感抗X0串聯(lián)的電路等效。其中：電阻R0是和鐵心能量損耗(鐵損)相應(yīng)的等效電阻，感抗X0是和鐵心能量?jī)?chǔ)放相應(yīng)的等效感抗。其參數(shù)為：,等效電路,例1: 有一交流鐵心線圈，電源電壓 U= 220 V電路中電

15、流 I=4 A，功率表讀數(shù)P=100W，頻率f=50Hz，漏磁通和線圈電阻上的電壓降可忽略不計(jì)，試求:(1)鐵心線圈的功率因數(shù)；（2）鐵心線圈的等效電阻和感抗。,解:,(1),(2) 鐵心線圈的等效阻抗模為,等效電阻為,等效感抗為,例2: 要繞制一個(gè)鐵心線圈，已知電源電壓 U= 220 V，頻率 f=50Hz ，今量得鐵心截面為30.2 cm2,鐵心由硅鋼片疊成，設(shè)疊片間隙系數(shù)為0.91 (一般取0.90.93)。（1）如取 Bm=1.2T，問線圈匝數(shù)應(yīng)為多少? (2)如磁路平均長(zhǎng)度為 60cm,問勵(lì)磁電流應(yīng)多大?,鐵心的有效面積為,(1)線圈匝數(shù)為,(2)查磁化曲線圖，B=1.2T時(shí),=70

16、0 ，則,解:,6.3 變壓器,變壓器是一種常見的電氣設(shè)備，在電力系統(tǒng)和電子線路中應(yīng)用廣泛。,變壓器的主要功能有：,在能量傳輸過程中，當(dāng)輸送功率P =UI cos 及負(fù)載功率因數(shù)cos 一定時(shí)：,電能損耗小,節(jié)省金屬材料（經(jīng)濟(jì)）,6.3.1 概述,U I,P = I Rl,I S,電力工業(yè)中常采用高壓輸電低壓配電，實(shí)現(xiàn)節(jié)能并保證用電安全。具體如下：,變壓器的結(jié)構(gòu),變壓器的磁路,變壓器的電路,變壓器的結(jié)構(gòu),變壓器的分類,6.3.2 變壓器的工作原理,一次、二次繞組互不相連，能量的傳遞靠磁耦合。,(1) 空載運(yùn)行情況,1. 電磁關(guān)系,一次側(cè)接交流電源，二次側(cè)開路。,空載時(shí)，鐵心中主磁通是由一次繞組

17、磁通勢(shì)產(chǎn)生的。,(2) 帶負(fù)載運(yùn)行情況,1. 電磁關(guān)系,一次側(cè)接交流電源，二次側(cè)接負(fù)載。,有載時(shí)，鐵心中主磁通是由一次、二次繞組磁通勢(shì)共同產(chǎn)生的合成磁通。,2. 電壓變換（設(shè)加正弦交流電壓）,有效值:,同 理：,主磁通按正弦規(guī)律變化，設(shè)為 則,(1) 一次、二次側(cè)主磁通感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),根據(jù)KVL：,變壓器一次側(cè)等效電路如圖,由于電阻 R1 和感抗 X1 (或漏磁通)較小,其兩端的電壓也較小,與主磁電動(dòng)勢(shì) E1比較可忽略不計(jì)，則,(2) 一次、二次側(cè)電壓,式中 R1 為一次側(cè)繞組的電阻; X1=L1 為一次側(cè)繞組的感抗(漏磁感抗，由漏磁產(chǎn)生)。,對(duì)二次側(cè)，根據(jù)KVL：,結(jié)論：改變?cè)褦?shù)比，就能改變輸出

18、電壓。,式中 R2 為二次繞組的電阻; X2=L2 為二次繞組的感抗； 為二次繞組的端電壓。,變壓器空載時(shí):,式中U20為變壓器空載電壓。,故有,三相電壓的變換,1) 三相變壓器的結(jié)構(gòu),高壓繞組： A-X B-Y C-Z,X、Y 、Z ：尾端,A、B、C ：首端,低壓繞組： a-x b-y c-z,a、b、c：首端,x、y、z：尾端,2) 三相變壓器的聯(lián)結(jié)方式,聯(lián)結(jié)方式：,高壓繞組接法,低壓繞組接法,三相配電變壓器,動(dòng)力供電系統(tǒng)（井下照明）,高壓、超高壓供電系統(tǒng),常用接法:,（1）三相變壓器Y/Y0聯(lián)結(jié),線電壓之比：,（2）三相變壓器Y0/聯(lián)結(jié),線電壓之比：,3. 電流變換,(一次、二次側(cè)電流

19、關(guān)系),有載運(yùn)行,可見，鐵心中主磁通的最大值m在變壓器空載和有載時(shí)近似保持不變。即有,不論變壓器空載還是有載，一次繞組上的阻抗壓降均可忽略，故有,由上式，若U1、 f 不變，則 m 基本不變，近于常數(shù)。,空載：,有載：,或,結(jié)論：一次、二次側(cè)電流與匝數(shù)成反比。,或：,1.提供產(chǎn)生m的磁勢(shì),磁勢(shì)平衡式：,空載磁勢(shì),有載磁勢(shì),4. 阻抗變換,由圖可知：,結(jié)論： 變壓器一次側(cè)的等效阻抗模，為二次側(cè)所帶負(fù)載的阻抗模的K 2 倍。,(1) 變壓器的匝數(shù)比應(yīng)為：,解:,例1: 如圖，交流信號(hào)源的電動(dòng)勢(shì) E= 120V，內(nèi)阻 R 0=800，負(fù)載為揚(yáng)聲器，其等效電阻為RL=8。要求:（1）當(dāng)RL折算到原邊的

20、等效電阻 時(shí)，求變壓器的匝數(shù)比和信號(hào)源輸出的功率；（2）當(dāng)將負(fù)載直接與信號(hào)源聯(lián)接時(shí),信號(hào)源輸出多大功率？,信號(hào)源的輸出功率：,電子線路中，常利用阻抗匹配實(shí)現(xiàn)最大輸出功率。,結(jié)論：接入變壓器以后，輸出功率大大提高。,原因：滿足了最大功率輸出的條件：,（2）將負(fù)載直接接到信號(hào)源上時(shí)，輸出功率為：,例2: 有一機(jī)床照明變壓器,50VA, U1=380 V, U2 =36 V，其繞組已燒毀，要拆去重繞。今測(cè)得其鐵心截面積為22mm41mm（如圖）。鐵心材料是0.35mm厚的硅鋼片。試計(jì)算一次、二次繞組匝數(shù)及導(dǎo)線線徑。,解:,鐵心的有效截面積為,式中 0.9 為鐵心疊片間隙系數(shù),對(duì) 0.35mm的硅鋼片

21、，可取Bm=1.1T,一次繞組匝數(shù)為,二次繞組匝數(shù)為,（設(shè)U20=1.05U2）,二次繞組電流為,一次繞組電流為,導(dǎo)線直徑計(jì)算公式,式中，J是電流密度，一般取J 2.5 A/mm2。,二次繞組線徑為,一次繞組線徑為,1） 變壓器的型號(hào),5.變壓器的銘牌和技術(shù)數(shù)據(jù),2） 額定值, 額定電壓 U1N、U2N 變壓器二次側(cè)開路（空載）時(shí)，一次、二次側(cè)繞組允許的電壓值, 額定電流 I1N、I2N 變壓器滿載運(yùn)行時(shí)，一次、二次側(cè)繞組允許的電流值。, 額定容量 SN 傳送功率的最大能力。,容量 SN 輸出功率 P2,一次側(cè)輸入功率 P1 輸出功率 P2,注意：變壓器幾個(gè)功率的關(guān)系（單相）,效率,變壓器運(yùn)行

22、時(shí)的功率取決于負(fù)載的性質(zhì),2) 額定值,6.3.3 變壓器的外特性與效率,1. 變壓器的外特性,當(dāng)一次側(cè)電壓 U1和負(fù)載功率因數(shù) cos2保持不變時(shí)，二次側(cè)輸出電壓 U2和輸出電流 I2的關(guān)系，U2 = f (I2)。,U20：一次側(cè)加額定電壓、二次側(cè)開路時(shí)，二次側(cè)的輸出電壓。,一般供電系統(tǒng)希望要硬特性（隨I2的變化，U2 變化不大），電壓變化率約在5%左右。,電壓變化率：,2. 變壓器的效率(),變壓器的效率為,一般 95% ,負(fù)載為額定負(fù)載的(5075)%時(shí)，最大。,輸出功率,輸入功率,影響變壓器效率的有哪些原因？ 負(fù)載不同時(shí)，變壓器的效率是否也不同？,例: 有一帶電阻負(fù)載的三相變壓器，其

23、額定數(shù)據(jù)如下：SN=100kVA, U1N=6000V, f=50Hz。 U2N= U20=400V , 繞組連接成。由試驗(yàn)測(cè)得: PFe =600 W，額定負(fù)載時(shí)的 PCu =2400W 。 試求 (1) 變壓器的額定電流； (2) 滿載和半載時(shí)的效率。,解:,(1) 額定電流,() 滿載和半載時(shí)的效率,當(dāng)電流流入(或流出）兩個(gè)線圈時(shí)，若產(chǎn)生的磁通方向相同，則兩個(gè)流入(或流出）端稱為同極性端。,1. 同極性端 ( 同名端 ),或者說，當(dāng)鐵心中磁通變化時(shí)，在兩線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)極性相同的兩端為同極性端。,同極性端用“”表示。,增加,+,+,+,+,同極性端和繞組的繞向有關(guān)。,6.3.4 變

24、壓器繞組的極性,聯(lián)接 23,變壓器原一次側(cè)有兩個(gè)額定電壓為 110V 的繞組：,2. 線圈的接法,聯(lián)接 13， 2 4,當(dāng)電源電壓為220V時(shí)：,電源電壓為110V時(shí)：,問題1：在110V 情況下，如果只用一個(gè)繞組 （N），行不行？,答：不行（兩繞組必須并接）,一次側(cè)有兩個(gè)相同繞組的電源變壓器(220/110)，使用中應(yīng)注意的問題：,問題2：如果兩繞組的極性端接錯(cuò)，結(jié)果如何？,結(jié)論：在同極性端不明確時(shí)，一定要先測(cè)定同極性端 再通電。,答：有可能燒毀變壓器,+,方法一：交流法,把兩個(gè)線圈的任意兩端 (X - x)連接, 然后在 AX 上加一低電壓 uAX 。,測(cè)量：,若 說明 A 與 x 或 X

25、 與 a 是同極性端.,3. 同極性端的測(cè)定方法,方法二：直流法,如果當(dāng) S 閉合時(shí)，電流表正偏，則 A-a 為同極性端;,結(jié)論：,如果當(dāng) S 閉合時(shí)，電流表反偏，則 A-x 為同極性端。,使用時(shí)，改變滑動(dòng)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。注意：一次、二次側(cè)千萬(wàn)不能對(duì)調(diào)使用，以防變壓器損壞。因?yàn)镹變小時(shí)，磁通增大，電流會(huì)迅速增加。,6.3.5 特殊變壓器,1.自耦變壓器,二次側(cè)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 絕緣損壞時(shí)，在二次側(cè)出現(xiàn)高壓。,二次側(cè)短路 會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？,被測(cè)電壓=電壓表讀數(shù) N1/N2,2.電壓互感器

26、,實(shí)現(xiàn)用低量程的電壓表測(cè)量高電壓,被測(cè)電流=電流表讀數(shù) N2/N1,二次側(cè)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(shí)，在二次側(cè)出現(xiàn)過壓。,二次側(cè)開路 會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？,3.電流互感器,實(shí)現(xiàn)用低量程的電流表測(cè)量大電流,6.4 電磁鐵,1. 概述,電磁鐵是利用通電的鐵心線圈吸引銜鐵或保持某種機(jī)械零件、工件于固定位置的一種電器。當(dāng)電源斷開時(shí)電磁鐵的磁性消失，銜鐵或其它零件即被釋放。電磁鐵銜鐵的動(dòng)作可使其它機(jī)械裝置發(fā)生聯(lián)動(dòng)。,根據(jù)使用電源類型分為：,直流電磁鐵：用直流電源勵(lì)磁；,交流電磁鐵：用交流電源勵(lì)磁。,2. 基本結(jié)構(gòu),電磁鐵由線圈、鐵心及銜鐵三部分組成，常見的結(jié)構(gòu)如圖所示。,鐵心,銜鐵,銜鐵,有時(shí)是機(jī)械零件 、工件充當(dāng)銜鐵,線圈,線圈,銜鐵,鐵心,線圈,鐵心,3. 電磁鐵吸力的計(jì)算,電磁鐵吸力的大小與氣隙的截面積S0及氣隙中的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0的平方成正比?；竟饺缦拢?式中： B0 的單位是特斯拉； S0 的單位是平方米； F 的單位是牛頓（N）。,直流電磁鐵的吸力,直流電磁鐵的吸力依據(jù)上