第六章磁路和变压器(3学时)

《电工与电子技术》课程标准（Electrical Engineering And Electronics Technology）课程编号：011131学分：4学时：80 （其中：讲课学时：68 实验或实践学时：12 上机学时： 0 ）先修课程：高等数学后续课程：数控技术、微机原理与应用、电气控制与PLC适用专业：非电工科类开课部门：一、课程的性质与目标本课程是机械设计制造及其自动化专业的一门专业基础必修课，是研究电工与电子技术在工程技术领域中应用的一门科学。

通过本课程的学习，使学生获得电工与电子技术必要的基本理论、基本知识，以及其在工程技术中应用的基本方法和技能，为学习后续课程，以及从事与本专业有关的电工与电子技术工作和科学研究工作打下一定的基础。

二、课程的主要内容及基本要求第1章电路的基本概念和基本定律（4学时）[知识点]1.电路的作用与组成部分；2.电压和电流的参考方向；3.电源有载工作、开路与短路；4.基尔霍夫定律；5.电路中电位的计算；[重点]1.基尔霍夫定律2.电路中电位的计算；[难点]1.用基尔霍夫定律定理分析电路；[基本要求]1.掌握电路中电流、电压正方向，基尔霍夫定律，电位概念及电位计算；2. 电路中电位的计算；[实践与练习]1.针对知识点布置2-4道课后练习题、1-6道作业题。

2.可以开设“电压源与电流源的等效变换”实验、“基尔霍夫定律的验证”实验或者“叠加原理的验证”实验。

第2章线性电路分析的基本方法（6学时）[知识点]1.用支路电流法；2.叠加定理；3.戴维宁定理诺顿定理；4.节点电压法；5.电压源、电流源及其等效变换；[重点]1.用支路电流法分析电路；2.叠加定理分析电路；3.戴维宁定理诺顿定理分析电路；4.节点电压法分析电路；[难点]1.戴维宁定理诺顿定理分析电路；2.节点电压法分析电路；[基本要求]1.掌握支路电流法；2.掌握叠加定理；3.掌握戴维宁定理的分析方法；4.节点电压法分析电路。

非磁性材料没有磁畴的结构，所以不具有磁化特性。
(a)无外场，磁畴排列杂乱无章。
(b)在外场作用下，磁畴排列逐 渐进入有序化。
磁性物质的磁化示意图
2. 磁饱和性
磁性物质因磁化产生的磁场是不会无限制增加的，当外磁场(或激 励磁场的电流)增大到一定程度时，全部磁畴都会转向与外场方向 一致。这时的磁感应强度将达到饱和值。
IN lx
I
其中N 为线圈的匝数；Hx 是半径为 x 处的磁场强度 。
乘积 I N 是产生磁通的原因，称为磁动势，用F 表示。
F IN 单位是安培
4. 磁导率
磁导率μ是表示磁场空间 媒质 磁性质的物理量，是物质导磁能力 的标志量。
前面已导出环形线圈的磁场强度 H ，可得磁感应强度 B 为
Bx
磁导率的单位
0.39
A
可见由于所用铁心材料不同，要得到相同的磁感应强度，则所需要的磁动势或励
磁电流是不同的。因此，采用高磁导率的铁心材料可使线圈的用铜量大为降低。
6.2 交流铁心线圈电路
铁心线圈分为两种：
1．直流铁心线圈电路
2．交流铁心线圈电路
直流铁心线圈通直流来励磁（如直流电机的励磁线圈、电磁吸盘 及各种直流电器的线圈）。因为励磁是直流，则产生的磁通是恒定的， 在线圈和铁心中不会感应出电动势来，在一定的电压U下，线圈电流I 只与线圈的R有关，P也只与I2R有关，所以分析直流铁心线圈比较简 单。本课不讨论。
t
qv
Fmax
F
I
B
B
l
B
l
I
S
N
同理，
vB F
三个矢量也构成右旋系关系。
如洛仑兹力公式所表示
F q v B

电工学郭木森答案【篇一：电工学(上册)教学及考核大纲】>一、课程的基本信息适应对象：本科，物理教育专业课程代码：16001513学时分配：46（理论）+14（实践）赋予学分：3.5先修课程：《物理学》、《高等数学》后续课程：《电子线路》二、课程性质与任务《电工学》是在《物理学》所阐述的电磁规律的基础上联系电工的工程实际，是理工科非电专业本科生必修的一门重要的技术基础课程。

通过本课程的学习使学生获得电工技术必要的基本理论、基本知识和基本技能，了解电工技术的应用及发展概况，为学习后续课程以及从事与本专业有关的工程技术等工作打下一定的基础。

三、教学目的与要求通过本课程的理论和实验教学，使学生掌握电路的基本规律、电路的分析和计算的基本方法、电路的实验和应用的基本技能；掌握电气设备中的常用的变压器和电动机的基本结构、工作原理与使用方法；掌握常用电工仪表使用方法；了解安全用电常识。

从而培养分析电工问题和解决问题的能力，为今后学习专业和从事专业的技术工作打下必要的基础。

学生经过学习，可以掌握基本的电工的知识，并会在实际工作中得到使用，实验的技能得到初步的锻炼，它与实践课程——《电工学实验》组成完整的教学与实践体系。

四、教学内容与安排第一章电路的基本概念与基本定律（3课时）1、电路的作用与组成部分2、电路模型3、电压和电流的参考方向4、欧姆定律5、电源有载工作、开路与短路6、基尔霍夫定律7、电路中电位的概念及计算说明和要求：1、了解电路模型及理想电路元件的意义。

2、理解电压、电流参考方向的意义。

3、理解基尔霍夫电压定律、电流定律，并能正确运用。

4、掌握电源的工作状态及电路中电位的概念及计算。

第二章电路的分析方法（7课时）1、电阻串并联联接的等效变换2、电阻的星形联结和三角形联结的等效变换*3、电源的两种模型及其等效变换 4、支路电流法 5、结点电压法 6、叠加原理7、戴维南定理和诺顿定理 8、受控电源电路的分析*9、非线性电阻电路的分析说明和要求：1、理解电阻电路和实际电源的等效变换方法。

已制成的变压器、互感器等，通常都无法从外观上看出 绕组的绕向，如果使用时需要知道它的同名端，可通过实验 方法测定同名端。
直流电感法
交流感应法
3.4 特殊变压器
3.4.1 自耦变压器
若变压器的原、副绕组有一部分是共用的，这类的变 压器叫自耦变压器。自耦变压器的原、副绕组之间既有磁 的耦合，又有电的联系。
在实际工作中可以选用不同匝数比的变压器，将负载阻抗变换 为所需要的阻抗值。在电子线路中常利用变压器的这种阻抗变 换作用实现阻抗匹配。
4. 变压器的外特性、损耗和效率 （1）变压器的外特性
当原绕组上外加电压和副绕组的负载功率因数cosφ2不变 时，副边端电压U2随负载电流I2变化的规律，称为变压器 的外特性。 从图中可看出，负载性质和功率因数不同时，从空载(I2=0) 到满载(I2=I2N)，变压器副边电压U2变化的趋势和程度是 不同的。，我们用副边电压变化率(或称电压调整率)来表示。 副边电压变化率ΔU(％)规定为：当原边接在额定电压和额 定频率的交流电源上，副边开路电压U2N和在指定的功率 因数下副边输出额定电流时的副边电压U2的算术差与副边 额定电压U2N的百分比值，即
r 0
4. 磁场强度H 同一通电线圈内的磁场强弱（用磁感应强度B来表征）， 不仅与所同电流的大小有关，而且与线圈内磁场介质的导磁性 能有关。
在通电线圈中，H这个单位只与电流的大小有关，而与线圈 中被磁化的物质，即与物质的磁导率μ无关。但通电线圈中的磁 感应强度B的大小却与线圈中被磁化的物质的磁导率μ有关。H 的大小由B与μ的比值决定，即磁场强度为
2.额定电流
额定电流是根据变压器允许温升而规定的电流值，以 安或千安为单位，变压器的额定电流有原边额定电流I1N和 副边额定电流I2N。