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第一章磁路电机是一种机电能量转换装置，变压器是一种电能传递装置,它们的工作原理都以电磁感应原理为基础，且以电场或磁场作为其耦合场。
在通常情况下，由于磁场在空气中的储能密度比电场大很多，所以绝大多数电机均以磁场作为耦合扬。
磁场的强弱和分布，不仅关系到电机的性能，而且还将决定电机的体积和重量；所以磁场的分析扣计箅，对于认识电机是十分重要的。
由于电机的结构比校复杂，加上铁磁材料的非线性性质，很难用麦克斯韦方程直接解析求解；因此在实际工作中．常把磁场问题简化成磁路问题来处理。
从工程观点来说，准确度已经足够。
本章先说明磁路的基本定律，然后介绍常用铁磁材料及其性能，最后说明磁路的计算方法。
1-1 磁路的基本定律一、磁路的概念磁通所通过的路径称为磁路。
图1—1表示两种常见的磁路，其中图a为变压器的磁路，图b为两极直流电机的磁路。
在电机和变压器里，常把线圈套装在铁心上。
当线圈内通有电流时、在线圈周围的空间(包括铁心内、外)就会形成磁场。
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，并在能量传递或转换过程中起耦合场的作用，这部分磁通称为主磁通。
围绕裁流线圈、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。
主磁通和漏磁通所通过的路径分别构成主磁路和漏磁路，图1—l中示意地表出了这两种磁路。
用以激励磁路中磁通的载流线圈称为励磁线圈(或称励磁绕组)，励磁线圈中的电流称为励磁电流(或激磁电流)。
若励磁电流为直流，磁路中的磁通是恒定的，不随时间而变化，这种磁路称为直流磁路；直流电机的磁路就属于这一类。
若励磁电流为交流(为把交、直流激励区分开，本书中对文流情况以后称为激磁电流)，磁路中的磁通随时间交变变化，这种磁路称为交流磁路；交流铁心线圈、变压器和感应电机的磁路都属于这一类。
二、磁路的基本定律进行磁路分析和计算时，往往要用到以下几条定律。
安培环路定律 沿着任何一条闭合回线L ，磁场强度H 的线积分值dlH L∙⎰ 恰好等于该闭合回线所包围的总电流值∑i ，(代数和)．这就是安培环路定律(图l —2)。
磁路的基本定律
磁路的基本定律
磁路是指由铁芯和线圈组成的电器元件，在电机、变压器、电磁铁等
电气设备中广泛应用。
学习磁路的基本定律对于理解和分析这些设备
的工作原理具有重要意义。
一、磁通量
1.1 磁通量的定义
磁通量是指通过一个闭合曲面内部的总磁场线数，通常用字母Φ表示，单位为韦伯（Wb）。
1.2 磁通量的计算公式
根据高斯定理，一个闭合曲面内部的总磁场线数等于该曲面上法向量
方向上的磁感应强度积分。
因此，可以用以下公式计算：
Φ = ∫B·dS
其中，B为磁感应强度（单位为特斯拉），dS为曲面微元（单位为平
方米），积分范围为该闭合曲面内部。
二、安培环路定理
2.1 安培环路定理的定义
安培环路定理是指在一个闭合回路上，沿着任意一条路径积分得到的
电流总和相等。
即：
∮H·dl = I
其中，H为磁场强度（单位为安培/米），dl为路径微元（单位为米），I为该回路内的电流（单位为安培）。
2.2 安培环路定理的应用
安培环路定理可以用于分析磁路中的磁通量和磁场强度之间的关系。
例如，在一个闭合回路上，如果有一段铁芯，那么根据安培环路定理，该铁芯内部的磁场强度H应该等于该回路内部电流I所产生的磁通量
Φ与铁芯长度l之比。
即：
H = Φ / l
三、法拉第电磁感应定律
3.1 法拉第电磁感应定律的定义
法拉第电磁感应定律是指当一个闭合线圈中的磁通量发生变化时，会在线圈中产生感应电动势。
即：
ε = -dΦ/dt
其中，ε为感应电动势（单位为伏特），Φ为线圈内部的磁通量，t为时间。
3.2 法拉第电磁感应定律的应用
法拉第电磁感应定律可以用于分析变压器、发电机等设备中的工作原理。
例如，在一个变压器中，当一侧线圈中的交流电流产生变化时，会在另一侧线圈中产生感应电动势，从而实现电能的传输和变换。
四、磁化曲线
4.1 磁化曲线的定义
磁化曲线是指在给定条件下，磁通量Φ和磁场强度H之间的关系。
通常用图表或曲线表示。
4.2 磁化曲线的特点
磁化曲线的形态取决于铁芯材料的性质和工作状态。
一般来说，磁化曲线可以分为四个阶段：
（1）剩磁区：当外部磁场强度H为零时，铁芯内部仍然存在一定的磁通量Φ，称为剩磁。
（2）线性区：当外部磁场强度H逐渐增加时，铁芯内部的磁通量Φ随之增加，并呈现出一个近似于直线的增长趋势。
（3）饱和区：当外部磁场强度H继续增加时，铁芯内部的磁通量Φ将不再随之增加，并趋于饱和。
（4）过饱和区：当外部磁场强度H进一步增加时，铁芯内部的磁通量Φ反而会减少，称为过饱和。
五、总结
磁路的基本定律包括磁通量、安培环路定理、法拉第电磁感应定律和
磁化曲线。
这些定律在电机、变压器、电磁铁等设备中都有广泛应用。
通过学习这些基本定律，可以更好地理解和分析这些设备的工作原理，为工程设计和实际应用提供参考。
