(优选)磁路计算

有关磁路计算的一些概念
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：
有关磁路计算的一些概念
1、磁路的长度
在磁路计算中，磁路的长度一般都取其平均长度，即中心线长度。

如图8-11所示：
2、铁磁物质截面积
磁路中铁磁物质部分的截面积用磁路的几何尺寸直接计算。

磁路中有空气隙时，气隙边缘的磁感应线将有向外扩张的趋势，称为边缘效应，如图8-12所示。

空气隙截面积S0
工程上一般认为，当气隙较小时候，可用下面两式计算气隙的有效面积：
若铁心是涂有绝缘漆的电工硅钢片叠成的,则：S=K*S0其中：
S—有效面积； S0—视在面积； K—填充系数。

磁路计算是用于计算磁场中磁路参数的过程，它是磁场分析和电磁设备设计中的重要步骤之一。

磁路计算可以帮助确定磁路的磁通量、磁势、磁阻和磁感应强度等参数。

下面是进行磁路计算的一般步骤：
⚫确定磁路几何形状：首先需要确定磁路的几何形状，包括磁心、线圈和气隙等部分。

这些部分的形状和尺寸对磁路参数的计算有重要影响。

⚫材料特性和参数：确定各个磁路部分的材料特性和参数，包括磁性材料的磁导率、导磁率以及其他相关参数。

这些参数是进行磁路计算的基础。

⚫磁路分析方程：根据磁路的几何形状和材料特性，建立磁路分析方程。

这些方程可以是基于法拉第电磁感应定律或安培环路定理等。

⚫边界条件和约束：根据具体情况，确定磁路中的边界条件和约束。

这些条件可以是给定的电流、磁通量或磁势值等。

⚫解方程和计算：使用数值方法或解析方法，求解磁路分析方程，
得到磁路中各个部分的磁通量、磁势和磁感应强度等参数。

⚫结果分析和优化：分析计算结果，评估磁路的性能，并根据需要进行优化调整。

这可以包括改变磁路的几何形状、材料选型或改变线圈的绕组方式等。

需要注意的是，磁路计算是一个复杂的过程，涉及到电磁学、数学和工程等知识领域。

在实际应用中，通常会借助电磁场仿真软件或计算工具来辅助进行磁路计算，以提高计算的准确性和效率。

1.2 磁路设计基本公式Kf*Bg*Sg = Bd*Sm (1) Kr*Hg*Lg = Hd*Lm (2) 相关说明如下:Bg: 工作气隙中的磁感应密度Bd: 磁体内部的磁感应密度Sg: 工作气隙截面积Sm: 磁体截面积Kf: 漏磁系数(总磁通与工作气隙磁通之比)Hg: 工作气隙中的磁场强度Hd: 磁体内部的磁场强度Lg: 工作气隙宽度Lm: 磁体高度Kr: 漏磁阻系数(总磁阻与工作气隙磁阻之比)这里所有单位均采用国际单位制,即千克、米、秒制。

1.3 一些参数的选取与设定对于内磁结构的磁路:Kr = 1.1~1.5K f = 1.8~2.5导磁板厚度:Tp = 5*Lg导磁板直径:Dp = 4.1*Tp对于外磁结构的磁路:Kr = 1.1~1.5Kf = 2.0~4.0华司厚度:Tp = 5*Lg中柱外径:Dp = 4.3*Tp华司外径 = 磁体外径-磁体厚度/2Sg =π*(Dp+Lg)*Tp* Hg (3) Bg =μoμo = 4π*10-7 H/m为真空磁导率.根据磁体材料退磁曲线和最大磁能积曲线,可以确定最佳工作点的Bd和Hd 值,在此工作点,磁体体积最小(给定Bg值时),工作气隙中的磁感应密度最大(给定磁体尺寸时)。

*Sm*Lm*Bd*Hd)/(Kr*Kf*Sg*Lg) (4) Bg2 = (μo1.4 磁路设计的验证选择了一种磁路结构后，验证很方便，只需将磁路充磁，测量其工作气隙中的磁感应密度Bg就行。

磁感应密度Bg的测量方法有两种:一是用带超薄霍尔探头的特斯拉计(高斯计)直接测量；二是用带标准线圈的韦伯表(磁通表)测量磁通φ,然后换算成磁感应密度, Bg =φ/S,这里的S为标准线圈在磁场中切割磁力线的有效面积。

回到楼主的问题，对于超重低音，个人以为倒相，闭箱，带通都未尝可，三种设计个有优缺点，闭箱设计简单，瞬态特性毋庸置疑，但遗憾的是相对而言截止频率较高，如结合电路EQ应该是个不错的选择，同样使用闭箱设计的超重低音通常扬声器单体口径也比较大；倒相的优点在于很好的利用反向辐射的声波，原则上对扬声器的口径没有太高的要求，但是考虑到倒相箱的位移响应特性，小口径扬声器在做倒相式超重低音时最好在电路部分能加上低切处理，同时要注意选择倒相管的口径，避免高速的气流噪声。

磁路与电感计算一个空心螺管线圈，或是带气隙的磁芯线圈，通电流后磁力线分布在它周围的整个空间。

对于静止或低频电磁场问题，可以根据电磁理论应用有限元分析软件进行求解，获得精确的结果，但是不能提供简单的、指导性的和直观的物理概念。

在开关电源中，为了用较小的磁化电流产生足够大的磁通(或磁通密度)，或在较小的体积中存储较多的能量，经常采用一定形状规格的软磁材料磁芯作为磁通的通路。

因磁芯的磁导率比周围空气或其他非磁性物质磁导率大得多，把磁场限制在结构磁系统之内，即磁结构内磁场很强，外面很弱，磁通的绝大部分经过磁芯而形成一个固定的通路。

在这种情况下，工程上常常忽略次要因素，只考虑导磁体内磁场或同时考虑较强的外部磁场，使得分析计算简化。

通常引入磁路的概念，就可以将复杂的场的分析简化为我们熟知的路的计算。

3.1 磁路的概念从磁场基本原理知道，磁力线或磁通总是闭合的。

磁通和电路中电流一样，总是在低磁阻的通路流通，高磁阻通路磁通较少。

所谓磁路指凡是磁通(或磁力线)经过的闭合路径称为磁路。

3.2 磁路的欧姆定律以图3.1(a)为例，在一环形磁芯磁导率为μ的磁芯上，环的截面积A ，平均磁路长度为l ，绕有N 匝线圈。

在线圈中通入电流I ，在磁芯建立磁通，同时假定环的内径与外径相差很小，环的截面上磁通是均匀的。

根据式(1.7)，考虑到式(1.1)和(1.3)有 F NI Hl BlAl R m =====μφμφ (3.1) 或φ=F /R m (3.2) 式中F =NI 是磁动势；而R m =lA μ (3.3)R m —称为磁路的磁阻，与电阻的表达式相似，正比于路的长度l ，反比于截面积A 和材料的磁导率μ；其倒数称为磁导G m m R A l==1μ (3.3a) 式(3.1)即为磁路的欧姆定律。

在形式上与电路欧姆定律相似，两者对应关系如表3.1所示。

磁阻的单位在SI 制中为安/韦，或1/亨；在CGS 制中为安/麦。

关于磁路磁阻的计算公式磁路磁阻是指磁场在磁路中传播时所遇到的阻碍程度。

在磁路中，磁力线会通过不同材料和结构的部件，例如铁芯、空气间隙等，其传播过程中会受到这些部件的影响而发生变化。

磁路磁阻体现了这种阻碍程度，是磁路中磁场传播的特性之一。

在磁路中，磁场可以通过不同材料的导磁性能来传播，导磁性能就是磁路磁阻的一个重要指标。

磁路磁阻与导磁性能之间存在着特定的关系，可以通过计算公式来表示。

根据磁路磁阻的计算公式，我们可以推导出如下关系：磁路磁阻（Rm）= 磁通（Φ）/ 磁动势（F）其中，磁通（Φ）是磁场穿过磁路所占据的总面积，并通过磁路的总磁通量。

磁通是一个常量，由磁场源产生。

磁动势（F）是磁场在磁路中推动磁通的力量，也可以看作是产生磁通的能力。

磁动势是通过电流来提供的，其大小取决于电流的大小。

通过上述公式，我们可以看出，磁路磁阻与磁通和磁动势成正比。

磁通的增加、磁动势的增大，会导致磁路磁阻的增加，反之亦然。

换句话说，为了降低磁路磁阻，我们可以通过增大磁通或者增大磁动势来实现。

在实际应用中，为了更好地控制和利用磁场，我们需要通过合理设计磁路的结构和选择适当的材料来降低磁路磁阻。

一种常见的方式是使用高导磁性能的材料作为磁路的核心部分，例如铁芯。

铁芯由铁或其合金构成，在磁场中具有较高的导磁性能，能够提供较低的磁路磁阻。

此外，在设计和计算磁路磁阻时，我们还需考虑到磁路中的空气间隙。

空气间隙指的是磁路中两个导磁性能不同的部分之间的间隔，这种间隔会增加磁路磁阻。

通过增大间隔的长度，可以有效增加磁路磁阻。

总之，磁路磁阻是磁场在磁路中传播时所遇到的阻碍程度，可以通过磁通和磁动势的比值来计算。

合理设计磁路的结构和选择合适的材料，可以有效降低磁路磁阻，提高磁场的传播效率。

通过理解和应用磁路磁阻的计算公式，我们可以更好地掌握和利用磁场的特性，为实际应用提供技术支持和指导。

各种结构形式电磁铁通用的磁路计算公式和
方法
电磁铁的磁路计算主要涉及到磁通量、磁势、磁感应强度以及磁阻等概念和公式。

一、闭合磁路的磁通量计算公式：
磁通量（Φ）= 磁感应强度（B）× 磁路截面积（A）
其中，磁感应强度常用特斯拉（T）作单位，磁路截面积单位根据情况可以是平方米（m^2）或平方厘米（cm^2）。

二、磁势的计算公式：
磁势（F）= 磁通量（Φ）/ 磁路长度（l）
其中，磁势常用安培-匝/米（A-turn/m）作单位。

三、磁场中的磁通量和电流之间的关系：
磁通量（Φ）= 磁感应强度（B）× 磁路截面积（A）= 磁场强度（H）× 磁路长度（l）= 磁导率（μ）× 磁场强度（H）× 磁路截面积（A）
其中，磁场强度常用安培/米（A/m）作单位，磁导率常用亨利/米（H/m）作单位。

四、磁阻的计算公式：
磁阻（R）= 磁势（F）/ 磁通量（Φ）
磁阻常用安培-匝/特斯拉（A-turn/T）作单位。

五、电磁铁的通用磁路计算方法：
1. 根据电流和线圈的尺寸计算磁场强度和磁感应强度。

2. 根据磁场强度和线圈的磁导率计算磁势和磁通量。

3. 根据磁通量和磁势计算磁阻。

4. 根据磁阻和磁势计算电磁铁的电磁阻力。

以上是一些常见的电磁铁磁路计算公式和方法，实际计算中根据具体情况和电磁铁的不同结构形式可能会有一些变化。

17.3 恒定磁通磁路的计算恒定磁通磁路磁路中各励磁线圈的电流是直流，磁路中的磁通和磁动势都是恒定的。

磁路计算的问题①已知磁通（或磁感应强度B ），求所需磁动势；②已知给定的磁动势，计算磁路中的磁通。

磁路计算目的是在已知磁路结构、尺寸及材料的情况下，找出磁通与磁动势之间的关系。

一般分为两类问题：注意①磁阻与磁路的几何尺寸、磁导率μ有关。

μ为常数是线性磁路，μ为磁场场量的函数是非线性磁路。

②一般不计空气隙的边缘效应。

a bA 400)(1m 0m m =+=ΦR R F 磁动势A4.0/m ==N F I 电流A2000m 0m ==ΦR U 磁压m 1R m 0R -+mF+ m-2 非线性磁路的计算一圆环形磁路及基本磁化曲线如图所示，平均磁路长度l = 100 cm ，截面积A = 5 cm 2，若要求产生2×10-4 Wb 的磁通，试求磁动势为多少？例题1 不含气隙的非线性磁路反问题：已知线圈匝数N =1000，电流I = 1A ，试求磁通Φ为多少？A1000m ===NI Hl F m/A 1000/==l NI H 查磁化曲线，B=1.05T解441025.510505.1--⨯=⨯⨯==BA ΦWb第12 页例题2 包含气隙的非线性磁路如图所示一开有气隙l=1mm的铁心上绕制N=1000匝线圈，铁心磁路中心线长度为l=100cm，横截面积为A=5cm2。

铁心材料磁化曲线如图所示。

若忽略漏磁和气隙磁场的边缘效应，若要在磁路中产生5.25×10-4 Wb 的磁通，试求线圈励磁电流为多少？第13 页空气隙的长度l 0 =1mm ，磁路横截面面积A =16cm 2，中心线长度l =50cm ，线圈的匝数N =1250，励磁电流I =800mA ，磁路的材料为铸钢。

求磁路中的磁通。

解铸钢段：磁路由两段构成，其平均长度和面积分别为：241m1016A -⨯=m5.0cm 501=≈l 空气隙段：240m 1016-⨯≈A m100.1cm 30-==l At1000At 1080012503m =⨯⨯==-NI F 例题3 已知磁动势求磁通第16 页有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺）4次试探结果At。