电工技术(理工科课件)第6章 )

(c) I 1 I 2
2、两个交流铁心线圈除了匝数不同 (N1 = 2N2) 外，其他 参数都相同，若将这两个线圈接在同一交 流电源上，它 们的电流I1和I2的关系为( )。
(a) I I 1 2
(b) I 1 I 2
(c) I 1 I 2
答案：1、b
2、b
3、两个交流铁心线圈，只有铁心截面积不同( S1 > S 2 ) 分别工作在相同的两电源下（电压大小和频率相同）， 此时线圈的电流I1和I2的关系是 ( )。
把磁化过程中的 B 和 H 的关系曲线称为磁化曲线。
3、磁滞性
将一块尚未磁化的铁磁材料放在幅度为 H m ~ H m 的磁场 内反复交变磁化，磁化曲线形成闭合回线，称为磁滞回线。
软磁性材料：磁滞回线窄
硬磁性材料：磁滞回线宽
H m ~ H m
H C 矫顽力
B r －剩磁的强弱。
将 一 块 尚 未 磁 化
i1 e1
Φ
i2
e2
e 2
Φσ 2
+ u2 －
U 2 E2
U 1 E 1 jX
U 2 E2 4.44 fN 2 m
I 1 R1 I 1 1
U 1 E1
U 1 E 1 4 . 44 fN 1 m
U1 U2

E1 E2
2

2 fN m 2
4 . 44 fN m
U E j 4 . 44 fN m
电磁关系
U 4 . 44 fN m , U 4 . 44 fNB m S
二、铁心中的能量损耗 2 1、铜损 PCu I R 2、铁损 PFe
（１）磁滞损耗 正比于磁滞回线下的面积
接电源一边的绕组－原边绕组、初级绕组
接负载一边的绕组－副边绕组、次级绕组
二、变压器的原理 １、空载运行
副边无电流,对原边工作状态 没影响
－
i０ + e1 u1 e
1
Φ e2 + u2 －
Φσ 1
Φσ 2
u 1 e1 L 1
U 1 E 1 jX
di 0 dt
i 0 R1
u e N
d dt
设主磁通按正弦规律变化：
e N d dt
m sin t ，则：
N m cos t N m sin( t 90 )
E m sin( t 90 )
e 的有效值为：
E Em 2
N m
U 2 E2
U 2 E 2 4 . 44 fN 2 m
U1 U2

E1 E2

N1 N2
ku
－－变压器的变压比
２、带载运行
u 2 e 2 e 2 i 2 R 2
U 2 E 2 jX I 2 R2 I 2 2
+ u1 e 1 － Φσ 1
原、副绕组额定电流
S N U 2 N I 2 N U 1 N I 1 N 容量，即额定视在功率
PN S N cos L 额定输出有功功率
四 变压器线圈极性测定
(1)同极性端的标记
1 2 3 4 · · 1 2 3 4 (a) 正接 · (b ) 反接 ·
(2)同极性端的测定
恒等于各段磁压降的代数和，即：

Ni
H
k 1
n
k
lk
该定律也称为基尔霍夫磁压定律
2 H 0 H 1l1 H 2 l 2 IN
7、磁路的基尔霍夫第一定律
对于有分支磁路，任意取一闭合面A，由磁通连 续性的原则，穿过闭合面的磁通的代数和应为零，即：

1
0
该定律也称为基尔霍夫磁通定律
2

1 2
二、铁磁材料 非铁磁材料主要指空气等非金属及铜、铝等金属。 铁磁材料主要指铁、镍、钴及其合金。它有三个特点： 1、高导磁性 非铁磁材料 r 1 0
0 4 10
2、磁饱和性
7
H/m 铁磁材料
r 1 0
相对磁导率
S2 n Sn
Hn
ln
查B-H曲线
IN
+ Hl

Hl
IN
§ 7.3
交流磁路与交流铁心线圈
励磁电流为交流的磁路
一、电压、电流和磁通关系
e N
e N
L di
d dt
d dt
i + u － e
Φ Φ
σ
e
( L 漏感系数〈漏感〉， dt d L N ) di
u e e iR N
d dt
L
di dt
Ri
U E E R I E jX I R I ( X 漏感抗， X L )
由于线圈的电阻R和漏磁通 都很小，R上的电压和漏感电动势 e 也很小，与主磁电动势比较可以忽略不计。
1 3 mA 2 (a) 4 直流法 (b ) ～ 2 4 交流法 1 3 V
毫安表的指针正偏1 和3是同极性端；反 偏1和4是同极性端。
U13=U12－U34时1和3是同 极性端； U13=U12＋U34时 1和4是同极性端。
五 特殊变压器--自耦变压器
特点：副绕组是原绕组的一部分，原、副 压绕组不但有磁的联系，也有电的联系。
三、外特性与电压调整率 电压调整率：
U % U 20 U 2 U 20 100 %
四、功率与额定值 （１）功率损失：
效率：
P2 P1

P1 P P1
原、副绕组额定电压， 其中 U 2 N U 20 ,
U 额定值： 1 N U 2N
即副绕组空载电压。
I1N I2N
§ 7.2
直流磁路的计算 励磁电流为直流的磁路
已知磁通 求磁通势 IN
直流磁路的计算
已知
IN
求

---只能借助第一类分析用猜试法进行
步骤如下:
B0
S0
0 H0
B0


S1
B1
1 S1 2
S0
H0
H1
H2

l1
l2
H 0
H 1l1
H 2l2
H nln
S2
Sn
B2 Bn
(a) I I 1 2
(b) I 1 I 2
(c) I 1 I 2
答案：3、b
§ 7.４
变压器
一、变压器的构造 主要由铁心和绕组两部分组成．
Φ
i1 + －
Φ σ 1
i2 e2 +
2
e1
+ Z u1 －
+ u2 －
u1 e 1
e
u2 －
Φ σ 2
(a)
变压器结构示意图
(b )
变压器的符号
Hl
：磁压
5、安培环路定理（或称全电流定理） • 在磁路中沿任一闭合路径L，磁场强度H 的线积分等于该闭和回路所包围的总电 流即：
H dL i
l
• 若沿长度L磁路强度H处处相等，且闭和 回路所包围的总电流是由通过I的N匝线 圈提供，则上式可写成： NI = HL
磁压
6、磁路的基尔霍夫第二定律 沿任何闭和磁路的总磁动势 Ni

N1 N2
ku
1 由于副边产生的磁通在原边产生 感应电动势，破坏了原有的电压平 + e1 u1 e 衡原边电流也发生变化。 1
i
i2
e2
－
e 2
Φσ 2
+ u2 －
当电源电压不变时，主磁通不变 Φ σ 1 磁动势也不变。则有如下磁动势平衡
i1 N 1 i 2 N 2 i 0 N 1
I0 R1 I 0 1
U 1 E1
U 1 E 1 4 . 44 fN 1 m
主磁通同时穿过副边绕组产生 感应电动势
i０ + e1 u1 e
1Hale Waihona Puke Φ e2 + u2 －
e2 N 2
d dt
－
Φσ 1
Φσ 2
E 2 4 . 44 fN 2 m
U1 U2 N1 N2 k
+ u1 N1 － N2 Z
+ u2 －
I1 I2

N2 N1

1 k
减小方法：选软磁材料或减小 或 B 的最大值
（２）涡流损耗
减小方法：要切断涡流, 每片硅钢间绝缘或提高铁心 电阻率
1、两个完全相同的交流铁心线圈，分别工作在电压相同 而频率不同( f 1 > f 2 )的两电源下，此时线圈的电流I1和I2 的关系是 ( )。
(a) I I 1 2
(b) I 1 I 2
第七章 磁路与变压器
磁路中的基本概念和定律
磁性材料
磁路与电路的关系
7-1 磁路的基本概念和定律及磁性材料
一、磁路中的基本概念和定律
1、磁感应强度 B 描述磁场内某点磁场强弱和方向 单位：特斯拉 T 2、磁通Ф 通过某一面积的磁力线数目
Ф=B· S
单位：韦伯
３、磁路中的欧姆定律
回忆电路中：
I
磁路中
E R
其中E：电动势
R：电阻
R
l s

F Rm
其中F：磁动势 F=IN 单位：安 Rm：磁阻
Rm l