物理磁路与铁心线圈电路

磁路与电路的异同材料成型及控制工程磁路与电路铁心的磁导率比周围空气的货其他物质的磁导率高得多，因此铁心线圈中电流产生的磁通绝大部分经过贴心儿闭合。

这种人为造成的磁通的闭合路径，称为磁路。

电路是电流的通路，他是为了某些需要由某些电工设备或原件按一定方式组合起来。

它们的相同点：它们有相似的物理量，例如磁通与电流，磁阻与电阻的性质就很相似，并且磁位差、磁通势与电路中的电压、电动势的性质也很相似；并且它们遵循的基本定律也相同，即都遵循KCL、KVL以及欧姆定律。

二者的区别：磁通是用来描述磁场的物理量，不像电流那样可以用来描述带电质点在电路中的运动；当磁通通过磁阻时也不像电流通过电阻那样要消耗功率，因此在磁路中并没有类似于焦耳定律那样的定律。

直流励磁铁心线圈与交流励磁铁心线圈电路铁心线圈分为两种：直流铁心线圈和交流铁心线圈。

分析直流铁心线圈比交流交流铁心线圈简单些，因为励磁电流是直流，产生的磁通是恒定的，线圈和铁心中不会感应出电动势来，在一定电压U下，线圈中的电流I之与线圈本身的电阻R有关，功率损耗也只有RI2；而交流铁心线圈在电磁关系、及功率损耗等几个方面和直流铁心线圈是不同的。

交流铁心线圈电压及感应电动势的有效值与主磁通的最大值关系为U = E ===4、44fNφm；交流铁心线圈的有功功率P=UIcosφ=RI2+△PFe。

交流铁心线圈电路与交流空心线圈电路因为空心线圈电路中加入了铁心，电感量会大大的增加，因此在使用时，空心线圈电路除了线圈本身的电阻外还会产生一个由于电感对电流阻碍作用而形成的很大的感抗，所以在这种电路中电流的阻力总是两方面的，因此等效电阻会比铁心线圈大很多。

空心线圈电感的经验计算公式：L=(k*μ0*μs*N2*S)/l μ0为真空磁导率; μs 为线圈内部磁芯的相对磁导率，空心线圈时μs=1; N2为线圈圈数的平方; S 线圈的截面积，单位为平方米;l 线圈的长度，单位为米;k 系数，取决于线圈的半径R与长度l的比值。

磁路与电路、直流励磁铁心线圈电路与交流励磁铁心线圈、交流铁心线圈电路与交流空心线圈电路、直流铁心线圈电路与直流空心线圈电路异同比较学号：**********班号：18201班姓名：母剑峰2011/11/17磁路与电路磁路是指在电工设备中，用磁性材料做成一定形状的铁芯，铁芯的磁导率或其他物质的磁导率高得多，因此铁芯线圈中的电流产生的磁通绝大部分经过铁芯闭合，这种人为造成的磁通的闭合路径称为磁路。

电路是由金属导线和电气以及电子部件组成的导电回路，称其为电路，也可以是电路是电流所流经的路径。

相似之外也有不同，比如磁通只是描述磁场的物理量，并不像电流那样表示带电质点的运动，它通过磁阻时，也不像电流通过电阻那样要消耗功率，因而也不存在与电路中的焦耳定律类似的磁，处理电路时一般不涉及电厂问题，而在处理磁路时离不开磁场的概念；处理电路是一般不考虑漏电流，而处理磁路时要考虑漏磁现象；磁路的欧姆定律与电路的欧姆定律只是形式上的相似，由于不是常数，他随励磁电流变化不能直接应用，只用作定性分析。

在电路中E=0时I=0，但在磁路中由于有剩磁，F=0时，0.直流励磁铁心线圈电路与交流励磁铁心线圈直流励磁铁心线圈电路与交流励磁铁心线圈电路均是由电流的变化激发磁场。

直流励磁方式用直流电产生磁场或采用永久磁铁，它能产生一个恒定的均匀磁场，在线圈和铁芯中不会感应出电动势；在一定的电压U下，线圈的电流I只与本身的电阻R有关，功率损耗也只有R2；而交流电是周期性变化的电流来激发磁场，所激发的磁场以及感应电动势，感应电流也是周期性变化的，主磁通最大值m只与U、f和N有关，当铁芯尺寸和材料保持变化值保持不变，感应电动势的计算公式为：E=4.44fN m。

除了电阻R上的损耗外，处于交变磁m化下的铁心中也有功率损耗（铁损耗Fe），是由磁滞和涡流产生的。

有功功率的损耗计算为P=UI=RI2+Fe。

交流铁心线圈电路与交流空心线圈电路交流铁芯线圈电路与交流空心线圈在励磁规律，感应电动势，感应电流，感应磁场遵循相同的规律。

第八部份 磁路与铁心线圈一、学习目标与要求1．了解磁路的概念；2．了解磁路欧姆定律、磁路KCL 、KVL ；3．了解起始磁化曲线、磁滞回线、基本磁化曲线；4．了解正弦电压作用下电压与频率、磁通的关系，正弦电压作用下磁通和电流的波形，正弦电流作用下磁通与电压的波形，磁滞损耗、涡流损耗、铁心损耗的概念。

5．了解变压器的变压比、变流比，及变压器阻抗变换的意义。

二、本章重点内容1．磁路是指磁通经过的路径，通过闭合的铁心的大部分磁通称为主磁通，经空气自成回路的磁通称为漏磁通。

2．磁路中基本定律有： 磁路欧姆定律：m m R F R NI Φ==，与电路欧姆定律相对应； 全电流定律：n n 2211H l H l H l NI +++=Λ； 基尔霍夫磁通定律：0=∑Φ，与基尔霍夫电流定律相对应；基尔霍夫磁位差定律：0m===∑∑∑U lH NI ，与基尔霍夫电压定律相对应。

3．磁化。

铁磁性物质能被磁化，当铁磁性物质工作在交变的磁场中时，铁磁性物质反复被磁化。

4．交流铁心线圈在交变磁通作用下，铁心中的能量损耗称为铁心损耗。

铁心损耗包括涡流损耗和磁滞损耗。

6．电磁铁主要由线圈、铁心和衔铁三部分组成，铁心和衔铁采用软磁材料制成。

电磁铁分为交流电磁铁和直流电磁铁。

7．变压器的变压比：K N N E E U U ==≈212121； 变压器的变流比：K N N I I 11221=≈； 变压器的阻抗变换：L 2Z K Z ='。

三、本章内容的前后联系1．本章是为学习电机和各种电磁元件作基础的。

本章中有些内容，如磁场的基本物理量，已在第一、三章中阐述过；变压器、磁性材料的磁性能的部分内容，或多或少已在物理学中学过，在此可以复习自学。

2．在学习本章时，应对相关内容多作联系对比，例如：磁路与电路、交流铁心线圈电路与交流空心线圈电路、直流电磁铁与交流电磁铁等。

四、学习方法指导（一） 学习方法1．联系对比：将磁路与电路进行比较，将其相关物理量有机地联系在一起有助于理解磁路的概念。

第六章磁路与铁心线圈电路★主要内容1、磁场的基本物理量2、磁性材料的磁性能3、磁路及其基本定律4、交流铁心线圈电路5、变压器★教学目的和要求1、理解描述磁场性质的四个有关物理量（磁感应强度、磁通、磁导率和磁场强度）的意义，并熟记它们的单位和符号，了解铁磁材料的磁化、磁滞的物理意义，掌握铁磁材料磁滞回线的概念，了解两类铁磁质的磁性能（磁滞回线的不同特点）和用途。

2、了解磁路的基本概念；了解交流铁心线圈电路的基本电磁关系，掌握交流铁芯线圈端电压与线圈磁通的关系（U≈E=4.44NfΦm）。

3、了解变压器的基本构造、工作原理、绕组的同极性端，掌握理想变压器的三种变换特性，并能利用这些特性对含有变压器的电路进行熟练地计算。

★学时数：6学时★重难点重点：①磁路基本定律、交流铁心线圈；②变压器的三个主要作用难点：①交流铁心线圈电路分析；②变压器与负载的关系★本章作业布置：课本习题P197—199页，6.1.4，6.3.2，6.3.4，6.3.5，6.3.6第六章 磁路与铁心线圈电路本章学习变压器的工作原理。

变压器是一种利用磁路传送电能，实现电压、电流和阻抗变换的重要设备。

§6.1 磁路及其分析方法在电机、变压器及各种铁磁元件中常用铁磁材料做成一定形状的铁心，铁心的磁导率比周围空气或其他物质高得多，因此铁心线圈中电流产生的磁通绝大部分经过铁心而闭合，这种人为造成的磁通闭合路径，称为磁路。

如图7.3-1和图6.1-1分别表示四极直流电机和交流接触器的磁路。

+-一、磁场的基本物理量这部分内容在普物中已基本讲过，这里简单复习一下。

电磁学中已讲过了，电流会产生磁场，通有电流的线圈内部及周围都有磁场存在。

在变压器、电动机等电工设备中，为了用较小的电流产生较强的磁场，通常把线圈绕在铁磁材料制成的铁心上。

由于铁磁性材料的导磁性能比非磁性材料好的多，因此，当线圈中有电流流过时，产生的磁通，绝大部分集中在铁心中，沿铁心面闭合，这部分铁心中的磁通称为主磁通，用Φ表示。