CHAPTER7磁路与铁心线圈电路(1)

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磁路与铁心线圈电路全

N2
U 2 为二次绕组的端电压。
变压器空载时: I2 0 , U2 U20 E2 4.44 f m N 2
式中U20为变压器空载电压。
故有
U1 E1 N1 K U 20 E2 N 2
K为变比（匝比）
结论：改变匝数比，就能改变输出电压。
2021/3/9
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6.2 交流铁心线圈电路
6.2 .1 电磁关系
i
主磁通：通过铁心闭合的 +
– e
磁通。与i不是线性关系。 u 漏磁通：经过空气或其 –
e–++
它非导磁媒质闭合的磁通。 N
dΦ
eN
线圈
铁心
u i (Ni)
（磁通势） σ
dt
eσ
N
d Φσ dt
Lσ
di dt
i，
铁心线圈的漏磁电感
Lσ
NΦσ i
磁性物质不同，其磁滞回线
• O •Hc H •
和磁化曲线也不同。
磁滞回线
2021/3/9
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按磁性物质的磁性能，磁性材料分为三种类型： (1)软磁材料
具有较小的矫顽磁力，磁滞回线较窄。一般用来制造电机、电器及变压器等的铁心。常用的有铸铁、硅钢、坡莫合金即铁氧体等。 (2)永磁材料
6.2 .3 功率损耗
交流铁心线圈的功率损耗主要有铜损和铁损两种。
1. 铜损（Pcu）
i
在交流铁心线圈中, 线圈电阻R +
上的功率损耗称铜损，用Pcu 表示。 Pcu = RI2
u –
式中：R是线圈的电阻；I 是线圈中电流的有效值。 2. 铁损（PFe）

电工学(第七版上册)

故得：
Hx
NI 2π x
NI lx
式中：N 线圈匝数；
N匝 x
Lx=2x是半径为x的圆周长；
Hx 半径x处的磁场强度； NI 为线圈匝数与电流的乘积。 I
Hx S
线圈匝数与电流的乘积NI ，称为磁通势，用字母 F 表示，则有
F = NI 磁通由磁通势产生，磁通势的单位是安[培]。
7.1.4 磁导率
说明: 如果不是均匀磁场，则取B的平均值。磁感应强度B在数值上可以看成为与磁场方向垂直
的单位面积所通过的磁通,故又称磁通密度。
磁通的单位:韦[伯](Wb) 1Wb =1V·s
7.1.3 磁场强度
磁场强度H ：介质中某点的磁感应强度 B 与介质
磁导率之比。
B
H
磁场强度H的单位：安培/米（A/m)
不受外磁场的影响而互相抵消，不具有磁化特性。
非磁性材料的磁导率都是常数，有：
0 r1 当磁场媒质是非磁性材料时，有： B( )
B=0H
即 B与 H 成正比，呈线性关系。
由于
Φ
B ,
H NI
O
H( I )
S
l
所以磁通与产生此磁通的电流 I 成正比，呈
线性关系。
2. 磁性物质磁性物质内部形成许多小区域，其分子间存在的
N匝 x
解：半径为x处各点的磁场强度为
NI Hx
lx 故相应点磁感应强度为
Bx Hx NI
I
lx
Hx S
由上例可见,磁场内某点的磁场强度 H 只与电流大小、线圈匝数、以及该点的几何位置有关，与磁
场媒质的磁性() 无关；而磁感应强度 B 与磁场媒
质的磁性有关。

磁路与铁芯线圈电路(共14张PPT)

Φ=BS 磁通Φ又表示穿过某一截面S的磁力线根数，磁感应强度 B在数值上可以看成与磁场方向相垂直的单位面积所通过的磁通，故又称磁通密度。磁通的国际单位为韦伯（Wb）.
第3页，共14页。
3.磁场强度磁场强度沿任一闭合路径l的线积分等于此闭合路径所包围的
电流的代数和。磁场强度 H的国际单位是安培/米（ A/m）。它的方向与磁感应强度B的方向相同。 4.磁导率
解 :（1）由变压比的公式，可以求出副边的匝数为 N2U U1 2N1232601100180
（2）由有功功率公式P2=U2I2cosφ，灯泡是纯电阻负载， cosφ=1，可求得副边电流.11A 36
由变流公式，可求得原边电流为
I1 I2N N1 2 1.1111180000.18
【例4-1】有一台电压为220/36 V的降压变压器，副边接一盏36 V、40 W的灯泡，试求:（1）若变压器的原边绕组N1=1100匝，副边绕组匝
的，线圈总是装在铁芯上。开关电器中数应是多少?（2）灯泡点亮后，原、副边的电流各为多少?
F=NI =Σ I
电磁铁的衔铁上还装有弹簧铁芯线圈可以通入直流电来励磁（如电磁铁），产生的磁通是恒定的，在线圈和铁芯中不会感应出电动势来，在一定的电压下，线圈中的电流
上式中线圈匝数与电流乘积称为磁通势，用字母F表示，即
F=NI 磁通势的单位是安培（A）。联立上面几个式子，则有
铁损主要由两部分组成（1）涡流损耗（2）磁滞损耗
HS NI L/ S
如果线圈中的铁芯换上导磁性能差的非磁性材料，而磁通势 c时，减小电流使H由Hm逐渐减小，B将
磁感应强度B与垂直于磁力线方向的面积S的乘积称为穿过该面的磁通Φ，即
第4章磁路与铁芯线圈电路

电工学(第七版上册)秦曾煌主编

电路
电动势 E 电流 I 电流密度 J l 电阻 R S I + E R _
I E R E l S
l
S

F NI l Rm S
4. 磁路分析的特点 (1)在处理电路时不涉及电场问题，但在处理磁路时离不开磁场的概念； (2)在处理电路时一般可以不考虑漏电流，但在处理磁路时一般都要考虑漏磁通； (3)磁路欧姆定律和电路欧姆定律只是在形式上相似。由于不是常数，其随励磁电流而变，磁路欧姆定律不能直接用来计算，只能用于定性分析； (4)在电路中，当 E=0时，I=0；但在磁路中，由于有剩磁，当 F=0 时，不为零；
7
例：环形线圈如图，其中媒质是均匀的，磁导率为，试计算线圈内部各点的磁感应强度。解：半径为x处各点的磁场强度为 NI Hx lx NI I 故相应点磁感应强度为 Bx Hx
lx
N匝
x
Hx S
由上例可见,磁场内某点的磁场强度 H 只与电流大小、线圈匝数、以及该点的几何位置有关，与磁场媒质的磁性() 无关；而磁感应强度 B 与磁场媒质的磁性有关。
磁路的欧姆定律是分析磁路的基本定律 1. 引例环形线圈如图，其中媒质是均匀的，磁导率为，试计算线圈内部的磁通。
解：根据安培环路定律，有
N匝 xBiblioteka H dl I设磁路的平均长度为 l，则有 B NI Hl l l S

S I
Hx
即有： Φ NI F
在例1(1)，(2)两种情况下，如线圈中通有同样大小的电流0.39A，要得到相同的磁通，铸铁材料铁心的截面积和硅钢片材料铁心的截面积，哪一个比较小？【分析】如线圈中通有同样大小的电流0.39A，则铁心中的磁场强度是相等的，都是260 A/m。查磁化曲线可得， B铸铁 = 0.05T、 B硅钢 =0.9T, B硅钢是B铸铁的18倍。因 =BS，如要得到相同的磁通，则铸铁铁心的截面积必须是硅钢片铁心的截面积的18倍。结论：如果线圈中通有同样大小的励磁电流，要得到相等的磁通，采用磁导率高的铁心材料，可使铁心的用铁量大为降低。

第七章磁路与铁心线圈电路

I2 I1
I3
H
在无分支的均匀磁路（磁路的材料和截面积相同，在无分支的均匀磁路（磁路的材料和截面积相同，各处的磁场强度相等）安培环路定律可写成：各处的磁场强度相等）中，安培环路定律可写成：
NI = HL
NI：称为磁动势。一般：称为磁动势。
表示。用 F 表示。 F=NI HL：称为磁压降。：称为磁压降。线圈匝数N I 磁路长度L
Φ
HL
I
电路
电动势
U R
电流
电压降
+
E
_
E
I
U
磁路与电路的比较 (二)
磁路 I
基本定律磁阻磁感应强度安培环路定律
Φ
N
F ∑ NI l Φ= Φ Rm = Rm µS B = S = ∑ HL
欧姆定律电阻电流强度基尔霍夫电压定律
∑Φ
=0
基尔霍夫电流定律
电路 I + _E R
Φ
e
电磁关系：电磁关系：
u → i( Ni )
dφ φ → e = −N dt dφσ di φσ → eσ = − N = Lσ dt dt
漏磁通（ σ ：漏磁通（Φ ）很少的一部分磁通主要经过空气或其他非导磁媒质而闭合，这部分磁通称为漏磁通。闭合，这部分磁通称为漏磁通。主磁电动势（ σ ：主磁电动势（e ）漏磁通在线圈中产生的感应电动势。中产生的感应电动势。
2.电流变换电流变换
i1 N1 + i2 N 2 = i10 N1
由于变压器铁芯材料的导磁率高、由于变压器铁芯材料的导磁率高、空载励磁电流
ɺ I 很小，很小，可忽略。即：ɺ1 N1 + I 2 N2 (i10) ɺ ɺ I1N1 ≈ −I 2 N2

磁路与铁心线圈电路87995

• 本章讨论对象将以变压器和电磁铁为主，重点研究其电磁特性，为以后研究电动机的基本特性作基础。
目录
6.1 磁路及其分析方法 6.2 交流铁心线圈电路 6.3 变压器 6.4 电磁铁
返回
6.1 磁路及其分析方法
6.1.1磁场的基本物理量：磁感应强度、磁通、磁场强度、磁导率等。
1、磁感应强度
表示磁场内某点的磁场强弱和方向的物理量。其与电流之间的方向用右手螺旋法则确定。
需的磁通势F＝NI。
计算均匀磁路要用磁场强度H，即NI＝Hl，
如磁路由不同的材料、长度和截面积的几段组成，则磁路由磁阻不同的几段串联而成。
NI＝H1 l1＋H2 l2＋＝（H l）
0
I
如：由三段串联而成的
继电器磁路

2
l21
1
l1
S2
S1
B＝f（H）
l1
S1
S2 S0
B1 B2
H1 B＝f（H）
交流铁心线圈的功率损耗主要有铜损和铁损两种。
1. 铜损(Pcu)
i
在交流铁心线圈中, 线圈电阻R +
上的功率损耗称铜损，用Pcu 表示。 Pcu = RI2
u –

式中：R是线圈的电阻；I 是线圈中电流的有效值。
2. 铁损(PFe) 在交流铁心线圈中，处于交变磁通下的铁心内
的功率损耗称铁损，用PFe 表示。它与铁心内磁感应强度的最大值Bm的平方成正比。
U R I jX σI (E )
设主磁通 msi nt,则
eNd d t Nd d t(m sin t)Nm cots
2 π fm N si( n t 9)0 E m si( nt90 )
有效值 EE 2 m2f2 N m4.44 fN m

第七章磁路和铁心线圈电路

磁性物质没有外场时，各磁畴是混乱排列的，磁场互相抵消。
如图所示
2019/8/8
返回
15
当在外磁场作用下，磁畴就逐渐转到与外场一致的方向上WX，H 即产生了一个与外WX场H 方向一致的磁化磁场，WXH从而磁性物质内的磁感应强度大大增加。就是说磁性物质被强烈的磁化了。
磁性物质被广泛地应用于
电工设备中，电动机、电磁
I
右图所示继电器的磁路就是由三段串联 2
l2
B1/S1 B2/S2
S2
0
1
S0 S1
l1
S1
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22
气隙中的磁场强度H0
WXH
WXH
H 0B 0/04 B 1 0 0 7A /m
WXH
I
B0的单位为特斯拉，若用高斯为单位，则
2 l2
H 04 B 1 0 0 38B 0 0(A /m ) S2
WXH
WXH
WXH
的单 H B 的的位单单韦安 //米米 2 位位安伏米秒欧米秒亨米
真空磁导率μ0：实验测得，真空的磁导率
0410 7H/m
相对磁导率：某种物质的磁导率μr与真空磁导率μ0的比值称为
相对磁导率，用μr表示。
r
0
备或电磁元件中要放置一定形状的铁心。绝大部分磁
通将通过铁心形成闭合路径——磁路。
图示为交流接触器的
磁路，磁通经过铁心和空
气隙而闭合。
lH dl I
得出 INHl B lSl
或 IN F
2019/8/8
l/S Rm
20
IN F 式W中XH ：Fl=/INS称为Rm 磁动势WXH ，此为产生磁通的激励WXH Rm 称为磁阻是磁路对磁通具有阻碍作用的

磁路和铁心线圈电路

磁路和铁心线圈电路
汇报人：文小库
2024-01-10
CONTENTS
• 磁路概述 • 铁心线圈电路 • 磁路与铁心线圈电路的关系 • 磁路和铁心线圈电路的应用 • 磁路和铁心线圈电路的发展趋
势
01
磁路概述
磁路的基本概念
磁路
指磁力线在铁磁物质中形成的路径，是磁感应线穿过铁心、绕过线圈的闭合路径。
线圈的匝数和电流的大小可以改变磁场强度和磁通量。
铁心线圈的电气特性
直流电阻
线圈的直流电阻取决于导线的材料和截面积，以及线圈的匝数和长度。
交流电阻
由于集肤效应和邻近效应，交流电阻大于直流电阻。
电感
铁心线圈具有电感，电感量与线圈的匝数、磁路长度和截面积有关。
品质因数
品质因数表示线圈性能的好坏，与线圈的损耗和电感量有关。
电动汽车
磁路和铁心线圈电路可以用于电动汽车的电机控制器，提高电机的效率和可靠性。
谢谢您的聆听
THANKS
04
磁路和铁心线圈电路的应用
电机控制中的应用
电机驱动
磁路和铁心线圈电路在电机驱动中起着关键作用，通过控制电流的流向和强度，可以精确地控制电机的旋转方向和速度。
电机保护
利用磁路和铁心线圈电路，可以监测电机的运行状态，当电机出现异常时，能够及时切断电源，保护电机不受损坏。
变压器设计中的应用
电压转换
磁路和铁心线圈电路是变压器实现电压转换的核心部分，通过改变线圈的匝数或铁心的尺寸，可以实现电压的升高或降低。
电流调节
通过磁路和铁心线圈电路，可以调节变压器输出的电流大小，以满足不同负载的需求。
电磁感应加热中的应用
高效加热

chapter磁路与铁心线圈电路-精选文档

磁畴外磁场
磁性物质被磁化。
磁性物质的高导磁性被广泛地应用于电工设备中，如电机、变压器及各种铁磁元件的线圈中都放有铁心。在这种具有铁心的线圈中通入不太大的励磁电流，便可以产生较大的磁通和磁感应强度。
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2.磁饱和性磁性物质由于磁化所产生的磁化磁场不会随着外磁场的增强而无限的增强。当外磁场增大到一定程度时，磁性物质的全部磁畴的磁场方向都转向与外部磁场方向一致，磁化磁场的磁感应强度将趋向某一定值。如图。
磁感应强度B的大小:
F B Il
磁感应强度B的单位: 特斯拉(T)，1T = 1Wb/m2 均匀磁场: 各点磁感应强度大小相等，方向相同的磁场，也称匀强磁场。
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2. 磁通磁通：穿过垂直于B方向的面积S中的磁力线总数。
在均匀磁场中 = B S
或 B= /S
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I1 B d l I H d l I H
式中：线(常取磁通作为闭合回线)的线积分； I 是穿过闭合回线所围面积的电流的代数和。安培环路定律电流正负的规定：任意选定一个闭合回线的围绕方向，凡是电流方向与闭合回线围绕方向之间符合右螺旋定则的电流作为正、反之为负。是磁场强度矢量沿任意闭合曲 H d l
2 W / m bV s Ω s H μ 的单位 A / mA mmm
由实验可测得：真空的磁导率为：
7 4 π 10 H/m 0
因为它是一个常数，将其它物质的磁导率和它比较是很方便的。
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相对磁导率 r：任一种物质的磁导率和真空的磁导率0的比值。

磁路与铁心线圈电路全

优化方法与技巧
• 仿真优化方法：通过计算机仿真技术，模拟不同设计方案的工作状态，选择最优方案。
优化方法与技巧
分阶段优化
将整个设计过程分为若干阶段，每个阶段进行局部优化。
多目标优化
同时考虑多个性能指标，进行多目标优化。
权衡取舍
在优化过程中，根据实际情况权衡不同性能指标的取舍。
设计实例与解析
01
磁阻
磁路中的阻碍磁通量通过的阻力，与磁路的长度、截面积和导磁材料的磁导率有关。
磁路的基本定律
安培环路定律
磁场中穿过某一闭合曲线的磁通量等于零，即磁场线不能从一点出发回到同一点而不经过其他地方。
奥斯特实验定律
法拉第电磁感应定律
当磁场发生变化时，会在导体中产生感应电动势。
电流产生磁场，电流越大，产生的磁场越强。
影响电路的性能。
磁饱和
当磁路中的磁场强度过高时，铁心会进入磁饱和状态，导致磁通流量下降，影响电路的正常工作。
铁心线圈电路对磁路的影响
电流变化
01
铁心线圈电路中的电流变化会导致磁路中的磁场强度和方向发
生变化。
磁通量变化
02
铁心线圈电路中的电流变化会引起磁通量变化，进而影响磁路
的分布和平衡。
电磁感应
电磁铁是一种利用磁路和铁心线圈电路的原理，产生强大磁力的电气设备。
电磁铁广泛应用于各种领域，如工业、交通运输、医疗器械等，用于实现各种自动化设备和装置的控制和驱动。
电磁铁主要由线圈和铁心组成，当电流通过线圈时，产生磁场，该磁场与铁心的相互作用产生强大的磁力。
05
磁路与铁心线圈电路的设计与优化
设计原则与步骤
高效性

磁路与铁心线圈电路ppt课件

1. 二次不能开路，以防产生高电压；
2. 铁心、低压绕组的一端接地，以防在绝缘损坏时，在二
次出现过压。
被测电流=电流表读数 N2/N1
B
1
2
剩磁：当线圈中电流减到零
3
O
6
（H＝0），铁心在磁化时所 H 获的磁性还未完全消失，这
5 4
时铁心中所保留的磁感应强度称为剩磁感应强度Br
磁滞回线 9
铁磁材料分类：
软磁材料（磁滞回线窄长。常用
做磁头、磁心等）
永磁材料（磁滞回线宽。常用做
永久磁铁）
矩磁材料（磁滞回线接近矩形。可
用做记忆元件）。
为防止涡流损失，铁芯一般由一片片导磁材料叠成(如硅钢片)。
的感应电流（涡流），造成的损失。
P2
P2
P1 P2 PFe PCu
41
3.3.4 特殊变压器简介
A
一. 自耦变压器（调压器）i1
U1 N1 K U2 N2
u1 N1 P
i2
I1 N2 1 I2 N1 K
N2 u2 RL
1
e1
N1
d dt
e2
N2
d dt
i2 (i2 N2 )
e 1
L 1
di1 dt
2
e 2
L 2
di2 dt
32
1. 电压变换
空载运行：一次绕组接入电源，二次绕组开路。
接上交流电源 u1
一次绕组电流 i1 等于励磁电流 i10
i10 产生磁通
u1
i1
-
e1
+
Φ
+e2
-
（交变）
产生感应电动势

电工课件第6章磁路与铁心线圈电路

第6章磁路与铁心线圈电路6.1 磁路及其分析方法6.2 交流铁心线圈电路6.3 变压器第6章磁路与铁心线圈电路本章要求：1. 理解磁场的基本物理量的意义，了解磁性材料的基本知识及磁路的基本定律；2. 了解变压器的基本结构、工作原理、运行特性和绕组的同极性端，理解变压器额定值的意义；3. 掌握变压器电压、电流和阻抗变换作用；4.了解三相电压的变换方法。

在很多电工设备（像变压器、电机、电磁铁电工测量仪器等）中，不仅有电路的问题，同时还有磁路的问题。

只有同时掌握了电路和磁路的基本理论，才能对以上电工设备进行全面分析。

磁路和电路往往是相关的，因此在这里要研究磁路和电路的关系以及磁和电的关系。

本章结合磁路和铁心线圈电路的分析，讨论变压器和电磁铁的工作原理，作为应用实例。

在电机、变压器及各种铁磁元件中常用磁性材材料做成一定形状的铁心。

铁心的磁导率比周围空气或其它物质的磁导率高得多，磁通的绝大部分经过铁心形成闭合通路，磁通的闭合路径称为磁路。

单相变压器的磁路6.1磁路及其分析方法¾全电流定律（安培环路定律）：磁场强度沿任意的闭合路径的线积分等于闭合路径包围的导体电流的代数和。

¾电流方向与闭合路径的环形方向符合右手螺旋关系。

''123I l l Ηdl H dl I I I ′⋅=⋅==+−∑∫∫G G G K v v ′6.1.2磁性材料的磁性能磁性材料主要指铁、镍、钴及其合金等。

1. 高导磁性磁性材料的磁导率通常都很高，即μr >>1 (如硅钢片，其μr 可达8000-10000)。

磁性材料能被强烈的磁化，具有很高的导磁性能。

磁性物质的高导磁性被广泛地应用于电工设备中，如电机、变压器及各种铁磁元件的线圈中都放有铁心。

在这种具有铁心的线圈中通入不太大的励磁电流，便可以产生较大的磁通和磁感应强度。

外磁场的增强而无限的增强。

2.磁饱和性磁性物质由于磁化所产生的磁化磁场不会随着外磁场的增强而无限的增强。

第7章磁路与铁心线圈电路例题

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第5节例1: 如图，交流信号
源的电动势 E= 120V，内阻 R 0=800，负载为扬声器，其等效电阻为RL=8。要求: （1）当RL折算到原边的等效电阻RL R0 时，求变压器的匝数比和信号源输出的功率；（2）当将负载直接与信号源联接时,信号源输出多大功率？解: (1) 变压器的匝数比应为： R0
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例2: 例2: 有一机床照明变压器,50VA, U1=380 V, U2 =36 V，其绕组已烧毁，要拆去重绕。今测得其铁心截面积为 22mm41mm（如图）。铁心材料是0.35mm厚的硅钢片。试计算一次、二次绕组匝数及导线线径。
解:
铁心的有效截面积为
2
22mm
S 2.2 4.1 0.9 8.1 cm
第7章磁路与铁心线圈电路例题
7.1 磁场的基本物理量
7.2 磁性材料的磁性能 7.3 磁路及其基本定律 7.4 交流铁心线圈电路 7.5 变压器 7.6 电磁铁
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第1节例1：环形线圈如图，其中媒质是均匀的，
试计算线圈内部各点的磁场强度。
解: 取磁通作为闭合回线，以其方向作为回线的围绕方向，则有：
解: (1) 定电流
I 2N I 1N
SN 100 10 144 A 3 U 2N 3 400 3 SN 100 10 9.62 A 3 U1N 3 6000
3
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(２) 满载和半载时的效率
P2 1 P2 Δ PFe Δ PCu 100 103 0 97 . 1 0 3 100 10 600 2400

第6章磁路与铁心线圈电路1

第6章磁路与铁心线圈电路6.1 磁路及其分析方法6.2 交流铁心线圈电路6.3 变压器本章要求：1. 理解磁场的基本物理量的意义，了解磁性材料的基本知识及磁路的基本定律；2. 了解变压器的基本结构、工作原理、理解变压器额定值的意义；3. 掌握变压器电压、电流和阻抗变换作用；磁路的概念：在电机、变压器及各种铁磁元件中常用磁性材料做成一定形状的铁心。

铁心的磁导率比周围空气或其它物质的磁导率高的多，磁通的绝大部分经过铁心形成闭合通路。

+ – NI f N SS 直流电机的磁路交流接触器的磁路6.1 磁路及其分析方法磁通的闭合路径称为磁路。

6.1.1 磁场的基本物理量1、磁感应强度磁感应强度B :表示磁场内某点磁场强弱和方向的物理量。

磁感应强度B的方向:与电流的方向之间符合右手螺旋定则。

均匀磁场:各点磁感应强度大小相等，方向相同的磁场，称为匀强磁场。

B的单位:特[斯拉](T)2、磁通磁通Φ：穿过垂直于B方向的面积A中的磁力线总数。

在均匀磁场中Φ = B A 或 B= Φ/A磁感应强度B在数值上可以看成为与磁场方向垂直的单位面积所通过的磁通,故又称磁通密度。

磁通Φ的单位:韦[伯](Wb) 1Wb =1V·s3、磁场强度磁场强度H：是计算磁场所用的物理量。

H—电流本身产生的磁场强弱与介质无关B—电流及介质被磁化后所产生的磁场强弱真空的磁导率为常数，用μ 0表示，有：4、磁导率磁导率μ ：表示磁场媒质磁性的物理量，用来衡量物质的导磁能力。

H/m10π470-⨯=μ相对磁导率μ r ：任一种物质的磁导率μ 和真空的磁导率μ0的比值。

0r μμμ=磁导率μ 的单位：亨/米（H/m ）HB μ=1、高导磁性磁性材料的磁导率通常都很高，即μr >>1 (如坡莫合金，其μr 可达 2⨯105 )。

磁性材料主要指铁、镍、钴及其合金等。

6.1.2 磁性材料的磁性能如果在电流的磁场中，放入铁磁性物质，那么，磁场将显著地增强,这时在铁磁质中的磁感应强度B比单纯由电流产生的H增大千倍以上。

磁路与铁心线圈电路(1)(6)

磁感应强度B的方向: 与电流的方向之间符合右手螺旋定则(毕-萨定律)。
磁感应强度B的大小:
B 的单位: 特斯拉(T)，1T = 1Wb/m2
均匀磁场: 各点磁感应强度大小相等，方向相同的磁场，也称匀强磁场。
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7.1.2 磁通
磁通：穿过垂直于B方向的面积S中的磁力线总数。
外磁场的增强而无限的增强。当外磁场增大到一定
程度时，磁性物质的全部磁畴的磁场方向都转向与
外部磁场方向一致，磁化磁场的磁感应强度将趋向
某一定值。如图。
BJ 磁场内磁性物质的磁化磁场的磁感应强度曲线；
B0 磁场内不存在磁性物质时的磁感应强度直线；
B BJ曲线和B0直线的纵坐标相加即磁场的 B-H 磁化曲线。
第7章磁路与铁心线圈电路
7.1 磁场的基本物理量 7.2 磁性材料的磁性能 7.3 磁路及其基本定律 7.4 交流铁心线圈电路 7.5 变压器 7.6 电磁铁
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第7章磁路与铁心线圈电路
本章要求：
1. 理解磁场的基本物理量的意义，了解磁性材料的基本知识及磁路的基本定律，会分析计算交流铁心线圈电路；
a 0.2
O 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 a 铸铁 b 铸钢 c 硅钢片
10 103 H/(A/m)
c b
a H/(A/m) 1.0103
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按磁性物质的磁性能，磁性材料分为三种类型： (1)软磁材料
具有较小的矫顽磁力，磁滞回线较窄。一般用来制造电机、电器及变压器等的铁心。常用的有铸铁、硅钢、坡莫合金即铁氧体等。 (2)硬磁材料

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不受外磁场的影响而互相抵消，不具有磁化特性。
非磁性材料的磁导率都是常数，有：
0 r1 当磁场媒质是非磁性材料时，有： B( )
B=0H
即 B与 H 成正比，呈线性关系。
由于 B Φ , H NI
O
H( I )
S
l
所以磁通与产生此磁通的电流 I 成正比，呈
线性关系。
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磁感应强度B :
表示磁场内某点磁场强弱和方向的物理量。
磁感应强度B的方向: 与电流的方向之间符合右手螺旋定则。
磁感应强度B的大小:
B F lI
磁感应强度B的单位: 特斯拉(T)，1T = 1Wb/m2
均匀磁场: 各点磁感应强度大小相等，方向相同的磁场，也称匀强磁场。
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7.2.2 磁饱和性
磁性物质由于磁化所产生的磁化磁场不会随着
外磁场的增强而无限的增强。当外磁场增大到一定
程度时，磁性物质的全部磁畴的磁场方向都转向与
外部磁场方向一致，磁化磁场的磁感应强度将趋向
某一定值。如图。
BJ 磁场内磁性物质的磁化磁场的磁感应强度曲线；
Bx Hx
NI
I
lx
Hx S
由上例可见,磁场内某点的磁场强度 H 只与电流大小、线圈匝数、以及该点的几何位置有关，与磁场
媒质的磁性() 无关；而磁感应强度 B 与磁场媒质
的磁性有关。
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7.1.5 物质的磁性
1. 非磁性物质非磁性物质分子电流的磁场方向杂乱无章，几乎
2. 了解变压器的基本结构、工作原理、运行特性和绕组的同极性端，理解变压器额定值的意义；
3. 掌握变压器电压、电流和阻抗变换作用； 4.了解三相电压的变换方法； 5. 了解电磁铁的基本工作原理及其应用知识。
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7.1 磁场的基本物理量
7.1.1 磁感应强度
7.1.2 磁通
磁通：穿过垂直于B方向的面积S中的磁力线总数。
在均匀磁场中 = B S 或 B= /S
说明: 如果不是均匀磁场，则取B的平均值。磁感应强度B在数值上可以看成为与磁场方向垂直
的单位面积所通过的磁通,故又称磁通密度。
磁通的单位:韦[伯](Wb) 1Wb =1V·s
7.1.3 磁场强度
2. 磁性物质磁性物质内部形成许多小区域，其分子间存在的一种特殊的作用力使每一区域内的分子磁场排列整齐，显示磁性，称这些小区域为磁畴。
在没有外磁场作用的普通磁性物质中，各个磁畴排列杂乱无章，磁场互相抵消，整体对外不显磁性。
磁
外
畴
磁
场
பைடு நூலகம்
在外磁场作用下，磁畴方向发生变化，使之与外
磁场方向趋于一致，物质整体显示出磁性来，称为磁化。即磁性物质能被磁化。
0 4π 107 H/m
相对磁导率 r：
任一种物质的磁导率和真空的磁导率0的比值。
r
0
H 0 H
B B0
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例：环形线圈如图，其中媒质是均
匀的，磁导率为，试计算线圈内
部各点的磁感应强度。
N匝 x
解：半径为x处各点的磁场强度为
NI Hx
lx 故相应点磁感应强度为
N匝
x
Hx S I
线圈匝数与电流的乘积NI ，称为磁通势，用字母 F 表示，则有
F = NI 磁通由磁通势产生，磁通势的单位是安[培]。
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7.1.4 磁导率
磁导率：表示磁场媒质磁性的物理量，衡量物质
的导磁能力。
磁导率的单位：亨/米（H/m）
真空的磁导率为常数，用 0表示，有：
解: 取磁通作为闭合回线，以其方向作为回线的围绕方向，则有：
Hdl I
H d l Hx lx Hx 2 x
I NI
Hx 2π x NI
I
N匝
x
Hx S
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故得： Hx
NI 2π x
NI lx
式中：N 线圈匝数；
lx=2x是半径为x的圆周长； Hx 半径x处的磁场强度； NI 为线圈匝数与电流的乘积。
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7.2 磁性材料的磁性能
磁性材料主要指铁、镍、钴及其合金等。
7.2.1 高导磁性
磁性材料的磁导率通常都很高，即 r 1 (如坡莫合金，其 r 可达 2105 ) 。
磁性材料能被强烈的磁化，具有很高的导磁性能。
磁性物质的高导磁性被广泛地应用于电工设备中，如电机、变压器及各种铁磁元件的线圈中都放有铁心。在这种具有铁心的线圈中通入不太大的励磁电流，便可以产生较大的磁通和磁感应强度。
第7章磁路与铁心线圈电路
7.1 磁场的基本物理量 7.2 磁性材料的磁性能 7.3 磁路及其基本定律 7.4 交流铁心线圈电路 7.5 变压器 7.6 电磁铁
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第7章磁路与铁心线圈电路
本章要求：
1. 理解磁场的基本物理量的意义，了解磁性材料的基本知识及磁路的基本定律，会分析计算交流铁心线圈电路；
安培环路定律电流正负的规定：任意选定一个闭合回线的围绕方向，凡是电流方
向与闭合回线围绕方向之间符合右螺旋定则的电流
作为正、反之为负。
在均匀磁场中 Hl = IN 或 H IN l
安培环路定律将电流与磁场强度联系起来。
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例: 环形线圈如图，其中媒质是均匀的，试计算线圈内部各点的磁场强度。
B0 磁场内不存在磁性物质时的磁感应强度直线；
B BJ曲线和B0直线的纵坐标相加即磁场的 B-H 磁化曲线。
B
b•
B
a•
BJ
B0
O
磁化曲线 H
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B-H 磁化曲线的特征：
磁场强度H ：介质中某点的磁感应强度 B 与介质
磁导率之比。 H B
磁场强度H的单位：安培/米（A/m)
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安培环路定律（全电流定律）
Hdl I
I1 H
式中： H d l 是磁场强度矢量沿任意闭合
I2
线(常取磁通作为闭合回线)的线积分；
I 是穿过闭合回线所围面积的电流的代数和。

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