電機學完整版

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1、2023年1月2日星期一電機學 第一章 導論1電機學教教 師：師：王玉王玉聯系方式：聯系方式：13088075442 2023年1月2日星期一電機學 第一章 導論2 電機學課程的特點電機學課程的特點n 綜合性綜合性n 實際性實際性n 統一性統一性2023年1月2日星期一電機學 第一章 導論3 電機學的基本分析方法電機學的基本分析方法n 方程式、相量圖和等效電路的分析方法方程式、相量圖和等效電路的分析方法n 歸算算法歸算算法 標么制標么制n 凸極處理法凸極處理法凸極凸極隱極隱極n 對稱分量法對稱分量法不對稱不對稱n 實驗分析法實驗分析法實驗實驗n 2023年1月2日星期一電機學 第一章 導論4

2、怎樣學好電機學怎樣學好電機學n 認真聽課認真聽課n 精讀教材精讀教材n 熟練掌握基本電磁規律熟練掌握基本電磁規律n 掌握各物理量及其參數之間的關系掌握各物理量及其參數之間的關系n 物理意義、適用范圍、主要因素、公式物理意義、適用范圍、主要因素、公式n 習題和實驗是學好電機學的重要保證習題和實驗是學好電機學的重要保證（重要的（重要的30）實驗臺實驗臺2023年1月2日星期一電機學 第一章 導論5 參考教材參考教材n 電機學電機學 辜承林辜承林 華中科技大學出版社華中科技大學出版社 n 電機學電機學第三版第三版 許實章許實章 機械工業出版社機械工業出版社n 電機學電機學 湯蘊璆湯蘊璆 機械工業出版

3、社機械工業出版社n 電機學電機學 胡虔生胡虔生 中國電力出版社中國電力出版社 2023年1月2日星期一電機學 第一章 導論62023年1月2日星期一電機學 第一章 導論7第一章第一章 導論導論n 1.1 1.1 概述概述n 1.2 1.2 電機發展簡史電機發展簡史n 1.3 1.3 電機中的基本電磁定律電機中的基本電磁定律n 1.4 1.4 鐵磁材料特性鐵磁材料特性n 1.5 1.5 磁路基本定律及計算方法磁路基本定律及計算方法2023年1月2日星期一電機學 第一章 導論81.1 1.1 概述概述一、電機的定義一、電機的定義n 廣義：廣義：u實施電能生產、傳輸、使用和電能特性變換的機械實施電能

4、生產、傳輸、使用和電能特性變換的機械和裝置。和裝置。n 狹義：狹義：u電機是基于電磁感應定律、電磁力定律（能進行電電機是基于電磁感應定律、電磁力定律（能進行電磁感應），由磁感應），由電路和磁路電路和磁路所構成，能進行所構成，能進行機電能量機電能量轉換或信號變換轉換或信號變換的電磁機械裝置。的電磁機械裝置。2023年1月2日星期一電機學 第一章 導論9二、電機的主要類型二、電機的主要類型據速度、電流分據速度、電流分電機電機靜止的電氣設備靜止的電氣設備變壓器變壓器旋轉電機旋轉電機交流電機交流電機直流電機直流電機直流發電機直流發電機直流電動機直流電動機同步電機同步電機異步電機異步電機同步發電機同步發

5、電機同步電動機同步電動機異步電動機異步電動機異步發電機異步發電機2023年1月2日星期一電機學 第一章 導論10據能量轉換分據能量轉換分n 發電機發電機將機械功率轉換為電功率將機械功率轉換為電功率 n 電動機電動機將電功率轉換為機械功率將電功率轉換為機械功率n 變壓（流、頻、相位）器變壓（流、頻、相位）器將電功率轉換為另一種將電功率轉換為另一種形式的電功率形式的電功率 n 控制電機控制電機電氣機械系統中調節、放大和控制作用電氣機械系統中調節、放大和控制作用 2023年1月2日星期一電機學 第一章 導論11實物圖實物圖使用中的變壓器使用中的變壓器水輪發電機水輪發電機電動機電動機汽輪發電機組汽輪發

6、電機組2023年1月2日星期一電機學 第一章 導論12三、電機中所用材料三、電機中所用材料1.1.電電電路電路導電材料及絕緣材料導電材料及絕緣材料 n 導電材料：導電材料：紫銅、鋁線紫銅、鋁線n 絕緣材料：絕緣材料：聚脂漆、云母片聚脂漆、云母片u按耐熱能力高低分按耐熱能力高低分六個等級六個等級lA105A105 E120 E120 lB130B130 F155F155 lH180H180 C C 180180 2023年1月2日星期一電機學 第一章 導論132、磁、磁磁路磁路導磁材料導磁材料硅鋼片硅鋼片、鑄鋼等、鑄鋼等n 導磁材料：鐵磁材料導磁材料：鐵磁材料n 3、力、力結構材料結構材料鑄鋼、

7、鑄鐵、鋼板等鑄鋼、鑄鐵、鋼板等2023年1月2日星期一電機學 第一章 導論14四、電機作用和地位四、電機作用和地位n 電能生產電能生產由同步發電機生產；由同步發電機生產；n 高壓輸電高壓輸電由升壓變壓器將發電機發出的電壓升高由升壓變壓器將發電機發出的電壓升高到輸電電壓再輸送；到輸電電壓再輸送；n 降壓用電降壓用電由降壓變壓器將輸來的高壓電降為所需由降壓變壓器將輸來的高壓電降為所需低電壓，供給用電設備；低電壓，供給用電設備；n 生產機械的拖動生產機械的拖動由各種電動機實現；由各種電動機實現；n 控制系統中的信號轉換控制系統中的信號轉換由各種控制電機完成。由各種控制電機完成。2023年1月2日星期

8、一電機學 第一章 導論15我國老牌電機廠：我國老牌電機廠：哈爾濱電機廠哈爾濱電機廠上海電機廠上海電機廠四川：四川：德陽德陽 東方電機廠東方電機廠2023年1月2日星期一電機學 第一章 導論162023年1月2日星期一電機學 第一章 導論172023年1月2日星期一電機學 第一章 導論182023年1月2日星期一電機學 第一章 導論19 請觀察電力系統示意圖，找到系統中使用的電機？請觀察電力系統示意圖，找到系統中使用的電機？2023年1月2日星期一電機學 第一章 導論201.2 1.2 電機發展簡史電機發展簡史1 1電機的發展初期電機的發展初期n F FBliBli18211821年年 Fara

9、dayFaradayn 電磁感應定律的發現電磁感應定律的發現18311831年年 FaradayFaradayn 直流發電機直流發電機18311831年年 PixiiPixiin 18761876年年 單相交流電的應用單相交流電的應用遠距離傳輸遠距離傳輸n 18851885年年 交流電動機交流電動機n 18891889年年 三相制三相制三相交流電的應用三相交流電的應用 三相電機三相電機2023年1月2日星期一電機學 第一章 導論212 2電機的近代發展及趨勢電機的近代發展及趨勢n單機容量不斷增加單機容量不斷增加u如汽輪發電機：如汽輪發電機：n中小型電機技術與經濟指標不斷改進中小型電機技術與經濟

10、指標不斷改進u新的設計方法（新的設計方法（CADCAD）、工藝、材料、測試手段）、工藝、材料、測試手段n應用范圍擴大應用范圍擴大190019005MVA5MVA19561956水內冷水內冷208MVA208MVA1920192025MVA25MVA19601960320MVA320MVA19371937空氣冷卻空氣冷卻100MVA100MVA目前目前1000MVA1000MVA 氫氣冷卻氫氣冷卻150MVA150MVA2023年1月2日星期一電機學 第一章 導論221.3 1.3 電機中磁路基本定律電機中磁路基本定律1.1.全電流定律全電流定律安培環路定律安培環路定律 IdlHLL L1i2i

11、H Hdl3i 式中，若電流的正方式中，若電流的正方向與閉合回線向與閉合回線L L的環行方的環行方向符合右手螺旋關系時，向符合右手螺旋關系時，i i取正號，否則取負號。取正號，否則取負號。321iiidlHL2023年1月2日星期一電機學 第一章 導論23n l和和l，兩積分路徑結果相同：，兩積分路徑結果相同：2023年1月2日星期一電機學 第一章 導論242.電磁感應定律電磁感應定律n 閉合回路中的磁通量隨時間發生變化，該線圈中必然閉合回路中的磁通量隨時間發生變化，該線圈中必然有感應電勢產生，稱這種現象為電磁感應。有感應電勢產生，稱這種現象為電磁感應。n 線圈中的感應電勢將傾向于阻止線圈中磁

12、鏈的變化。線圈中的感應電勢將傾向于阻止線圈中磁鏈的變化。dtdNdtdeN其中2023年1月2日星期一電機學 第一章 導論25圖圖1-2 1-2 電磁感應定律電磁感應定律dtdNeR正電動勢產生正電流正電動勢產生正電流電流正方向電流正方向R正電流產生正磁通正電流產生正磁通 右手螺旋定則右手螺旋定則2023年1月2日星期一電機學 第一章 導論26磁通變化原因磁通變化原因n 在變壓器和電機的繞組中，磁通的變化可以是磁通隨在變壓器和電機的繞組中，磁通的變化可以是磁通隨時間脈動時間脈動n 或磁通不變，而線圈在轉動?；虼磐ú蛔?，而線圈在轉動。n 對特種電機還可以是磁通隨時間脈動，而線圈也在轉對特種電機還

13、可以是磁通隨時間脈動，而線圈也在轉動動),(txfdxxdttdvTeexNvtNedtdNe2023年1月2日星期一電機學 第一章 導論27變壓器電動勢變壓器電動勢1.1.磁通本身就是由交流電流所產生，也就是說磁通本身就是由交流電流所產生，也就是說磁通本磁通本身隨時間在變化著身隨時間在變化著，這樣產生的電勢稱為變壓器電，這樣產生的電勢稱為變壓器電勢。（線圈與磁場相對靜止）勢。（線圈與磁場相對靜止）2.2.磁通本身不隨時間變化，但由于線圈與磁場間有磁通本身不隨時間變化，但由于線圈與磁場間有相相對運動而引起對運動而引起線圈中磁鏈的變化，這樣產生的電勢線圈中磁鏈的變化，這樣產生的電勢稱為運動電勢或

14、速度電勢稱為運動電勢或速度電勢 運動電動勢運動電動勢vTeexNvtNe2023年1月2日星期一電機學 第一章 導論28 變壓器電勢變壓器電勢n 若線圈不動，穿過線圈的磁通隨時間變化，則線圈中若線圈不動，穿過線圈的磁通隨時間變化，則線圈中感應的電動勢感應的電動勢變壓器電勢變壓器電勢tmsin)90sin(costEtNeemmTmmNEmmmmfNfNNEE44.4222感應電動勢有效值：感應電動勢有效值：2023年1月2日星期一電機學 第一章 導論29電動勢和磁通相位關系電動勢和磁通相位關系)90sin(costEtNeemmTtmsinmmmmfNfNNEE44.42222023年1月2日

15、星期一電機學 第一章 導論30n 若磁場恒定，構成線圈的導體切割磁力線，使線圈交若磁場恒定，構成線圈的導體切割磁力線，使線圈交鏈的磁鏈隨時間變化，導體中的感應電動勢鏈的磁鏈隨時間變化，導體中的感應電動勢運動運動電動勢。電動勢。運動電動勢運動電動勢Blve 感應電動勢的方向感應電動勢的方向_ _右手定則右手定則vTeexNvtNe2023年1月2日星期一電機學 第一章 導論31 電磁力定律電磁力定律n 載流導體在磁場中要受到力的作用載流導體在磁場中要受到力的作用電磁力。電磁力。n 左手定則左手定則BliF 2023年1月2日星期一電機學 第一章 導論32 電磁轉矩電磁轉矩n 在旋轉電機中，作用在

16、轉子載流導體上的電磁力將使轉在旋轉電機中，作用在轉子載流導體上的電磁力將使轉子受到一個力矩（等于力乘轉子半徑）子受到一個力矩（等于力乘轉子半徑）電磁轉矩。電磁轉矩。BlirFrTs)(21BBNlirTc匝數為匝數為N N的線圈的線圈2023年1月2日星期一電機學 第一章 導論33 最大轉矩最大轉矩n 線圈兩側邊處磁場大小恒相等、極性恒相反線圈兩側邊處磁場大小恒相等、極性恒相反)(21BBNlirTc12BBn 線圈總個數線圈總個數M M，轉子直徑，轉子直徑D D，B B大小處處相等。電機最大大小處處相等。電機最大可能電磁轉矩可能電磁轉矩NBliDMTTMjcjem1電磁轉矩電磁轉矩2023年

17、1月2日星期一電機學 第一章 導論34u電磁轉矩是電機實現機電能量轉換的重要物理量。電磁轉矩是電機實現機電能量轉換的重要物理量。n 電動機：電磁轉矩電動機：電磁轉矩驅動性質驅動性質u電能電能機械能機械能n 發電機：電磁轉矩發電機：電磁轉矩制動性質制動性質u機械能機械能電能電能PTemP P：電磁功率（輸入、輸出）：電磁功率（輸入、輸出）：電機氣隙磁場旋轉角速度：電機氣隙磁場旋轉角速度u功率關系求得電磁轉矩功率關系求得電磁轉矩2023年1月2日星期一電機學 第一章 導論351.4 1.4 鐵磁材料特性鐵磁材料特性一、磁導率一、磁導率=B/H=B/HB B：磁通密度、磁感應強度：磁通密度、磁感應強

18、度H H：磁場強度：磁場強度n 電機主要由兩大系統組成：電路系統和磁路系統。鐵電機主要由兩大系統組成：電路系統和磁路系統。鐵磁材料是組成磁路的主要部分。磁材料是組成磁路的主要部分。n 所謂鐵磁材料是指導磁性能好的材料，如：鐵、鎳、所謂鐵磁材料是指導磁性能好的材料，如：鐵、鎳、鈷等以及它們的合金。鈷等以及它們的合金。1 1、定義、定義2023年1月2日星期一電機學 第一章 導論36n 在同樣大小的電流作用下，鐵芯線圈的磁通比空心線在同樣大小的電流作用下，鐵芯線圈的磁通比空心線圈的磁通大得多圈的磁通大得多n 非鐵磁材料磁導率接近真空磁導率非鐵磁材料磁導率接近真空磁導率0 0u0 0=4=41010

19、-7 -7 H/mH/mn 鐵磁材料的磁導率鐵磁材料的磁導率FeFe要比非鐵磁材料磁導率要比非鐵磁材料磁導率0 0大得多大得多（FeFe）u鐵磁物質鐵磁物質:鐵、鎳、鋁及其合金鐵、鎳、鋁及其合金u電機中常用的鐵磁材料的磁導率電機中常用的鐵磁材料的磁導率FeFe=(2000=(20006000)6000)0 02023年1月2日星期一電機學 第一章 導論37 考慮：為什么鐵磁材料具有很高的導磁性能考慮：為什么鐵磁材料具有很高的導磁性能?n 在鐵磁物質未放入磁場之前，磁疇雜亂無章排列，其磁在鐵磁物質未放入磁場之前，磁疇雜亂無章排列，其磁效應互相抵消，對外不呈現磁性。效應互相抵消，對外不呈現磁性。n

20、 將鐵磁物放入磁場。在外磁場的作用下，磁疇的軸線趨將鐵磁物放入磁場。在外磁場的作用下，磁疇的軸線趨于一致。形成一個于一致。形成一個附加磁場附加磁場，疊加在外磁場上，使合成，疊加在外磁場上，使合成磁場大為增強。磁場大為增強。?鐵磁材料的磁導率要比非鐵磁材料大得多。鐵磁材料的磁導率要比非鐵磁材料大得多。?鐵磁材料的磁導率鐵磁材料的磁導率FeFe不是常數。不是常數。圖圖1.5 1.5 鐵磁材料中的磁疇鐵磁材料中的磁疇2023年1月2日星期一電機學 第一章 導論382、磁化曲線、磁化曲線n 磁化曲線定義：將一塊尚未磁化的鐵磁材料進行磁化，磁化曲線定義：將一塊尚未磁化的鐵磁材料進行磁化，當磁場強度當磁場

21、強度H H由零逐漸增大時，磁通密度由零逐漸增大時，磁通密度B B將隨之增大，將隨之增大，得到曲線得到曲線B=f(HB=f(H)。2023年1月2日星期一電機學 第一章 導論39分析磁化曲線，分四段分析磁化曲線，分四段n 在在oaoa段段：當：當H H增大增大BB增大，但增大，但B B增大速度較慢增大速度較慢n 在在abab段段：當：當H H增大增大BB增大，增大，B B增增大速度快；大速度快；n 在在bcbc段段：B B隨隨H H增大的速度又較慢；增大的速度又較慢；n 在在cdcd段段：為磁飽和區（又呈直線：為磁飽和區（又呈直線段）。其中段）。其中拐彎點拐彎點b b稱為膝稱為膝點點；c c點為

22、飽和點點為飽和點。n 過了飽和點過了飽和點c c，鐵磁材料的磁導，鐵磁材料的磁導率趨近率趨近0 0。2023年1月2日星期一電機學 第一章 導論40 鐵磁材料具有的特點鐵磁材料具有的特點n 它的磁化曲線具有飽和性，磁導率它的磁化曲線具有飽和性，磁導率FeFe不是常數，且不是常數，且隨隨H H的變化而變化。的變化而變化。1.1.變化變化2.2.總體非線性總體非線性 3.3.存在飽和特性存在飽和特性 H H 2023年1月2日星期一電機學 第一章 導論41B BH H圖圖1-6 1-6 鐵磁材料的磁化曲線（鐵磁材料的磁化曲線（p16p16）a ab bc c)(HfB)(HfFeHB02023年1

23、月2日星期一電機學 第一章 導論42 應用應用n 設計電機和變壓器時，為使主磁路內得到較大的磁通設計電機和變壓器時，為使主磁路內得到較大的磁通量而又不過分增大勵磁磁動勢。通常把鐵心內的工作量而又不過分增大勵磁磁動勢。通常把鐵心內的工作磁通密度選擇在膝點附近。磁通密度選擇在膝點附近。2023年1月2日星期一電機學 第一章 導論43二、磁滯與磁滯損耗二、磁滯與磁滯損耗1 1、磁滯回線、磁滯回線n 剩磁剩磁:去掉外磁場之后，鐵磁材料內仍然保留的磁通去掉外磁場之后，鐵磁材料內仍然保留的磁通密度。密度。n 矯頑力矯頑力:要使要使B B值從減小到零，必須加上相應的反向外值從減小到零，必須加上相應的反向外磁

24、場，此反向磁場強度稱為矯頑力。磁場，此反向磁場強度稱為矯頑力。n 磁滯現象：磁滯現象：B B的變化總是滯后的變化總是滯后H H的變化的變化n 磁滯回線：磁場強度磁滯回線：磁場強度H H緩慢地循環變化，緩慢地循環變化，B BH H曲線封曲線封閉曲線閉曲線磁滯現象是鐵磁材料的另一個特性。磁滯現象是鐵磁材料的另一個特性。2023年1月2日星期一電機學 第一章 導論44圖圖1-7 1-7 鐵磁材料的磁滯回線鐵磁材料的磁滯回線H HB Ba ab bc cd de ef fcHmBmBmHmHrBcH2023年1月2日星期一電機學 第一章 導論45基本磁化曲線：基本磁化曲線：對同一鐵磁材料，選擇不同的磁

25、場強度進行反復磁化，對同一鐵磁材料，選擇不同的磁場強度進行反復磁化，可得一系列大小不同的磁滯回線，再將各磁滯回線的可得一系列大小不同的磁滯回線，再將各磁滯回線的頂點聯接起來，所得的曲線。頂點聯接起來，所得的曲線。H HB B2023年1月2日星期一電機學 第一章 導論462、鐵磁材料、鐵磁材料n H HC C矯頑力矯頑力n B Br r剩余磁感應強度剩余磁感應強度n 鐵磁材料：鐵磁材料：u軟磁材料軟磁材料-磁滯回線窄，磁滯回線窄，H HC C及及B Br r小小u硬磁材料硬磁材料-磁滯回線寬，磁滯回線寬，H HC C及及B Br r大大uH HC C及及B Br r大，難退磁大，難退磁-永磁材

26、料永磁材料B Br rH HC CB Bm m2023年1月2日星期一電機學 第一章 導論47軟磁材料的磁滯曲線軟磁材料的磁滯曲線H HB BB BH H硬磁材料的磁滯曲線硬磁材料的磁滯曲線2023年1月2日星期一電機學 第一章 導論483 3、磁滯損耗、磁滯損耗n 定義定義:鐵磁材料置于交變磁場中時，磁疇相互間不停地鐵磁材料置于交變磁場中時，磁疇相互間不停地摩擦、消耗能量、造成損耗，這種損耗稱為摩擦、消耗能量、造成損耗，這種損耗稱為磁滯損耗磁滯損耗。2023年1月2日星期一電機學 第一章 導論49全電流定律全電流定律idlHliNlHNlHi電源供給線圈的瞬時功率電源供給線圈的瞬時功率uip

27、 dtdNeu電磁感應定律電磁感應定律BAdtdBVHNHldtdBNAidtdNuip2023年1月2日星期一電機學 第一章 導論50建立交變磁通、克服磁疇回轉所需要的瞬時功率建立交變磁通、克服磁疇回轉所需要的瞬時功率pHdBfVpdtTpTh01Tf/1VfBkpmhhK Kh h不同材料計算系數不同材料計算系數試驗確定的指數試驗確定的指數經驗公式：經驗公式：2023年1月2日星期一電機學 第一章 導論51 4 4、渦流損耗、渦流損耗 n 鐵芯是有阻值的，當磁通交變時，鐵芯中就會感應交鐵芯是有阻值的，當磁通交變時，鐵芯中就會感應交變的電勢，在導電的鐵芯中就會產生環流，這種電流變的電勢，在導

28、電的鐵芯中就會產生環流，這種電流在鐵芯構成的回路與磁通相環鏈，故稱在鐵芯構成的回路與磁通相環鏈，故稱渦流。渦流。n 渦流產生的損耗稱為渦流產生的損耗稱為渦流損耗渦流損耗。22mwwBfkpk kw w與材料有關的比例系數與材料有關的比例系數p pW W=K=K2 2f f2 2d d2 2B Bm m2 2V/12V/12 V V：鋼片的體積：鋼片的體積 ：硅鋼片的電阻率：硅鋼片的電阻率 d d：硅鋼片厚度：硅鋼片厚度p pW W f f2 2、d d2 2、B Bm m2 2、1/1/、V V 加入加入硅硅硅鋼片硅鋼片增大增大2023年1月2日星期一電機學 第一章 導論52圖圖1-10 1-

29、10 硅鋼片中的渦流硅鋼片中的渦流B B2023年1月2日星期一電機學 第一章 導論53 應用應用n 為減小渦流損耗，電機和變壓器的鐵心都用含為減小渦流損耗，電機和變壓器的鐵心都用含硅硅量較量較高的高的薄薄硅鋼片硅鋼片疊成疊成。2023年1月2日星期一電機學 第一章 導論545 5、鐵心損耗、鐵心損耗n 鐵芯中的磁滯損耗和渦流損耗之合稱為鐵芯損耗鐵芯中的磁滯損耗和渦流損耗之合稱為鐵芯損耗whFeppp2501)50(mFeBfppn 對于一般的電工鋼片，在正常的工作磁通密度范圍內對于一般的電工鋼片，在正常的工作磁通密度范圍內：鐵心質量：鐵心的損耗系數；G23.1FemFeFeCGBfCp202

30、3年1月2日星期一電機學 第一章 導論55B B增加增加2023年1月2日星期一電機學 第一章 導論56 注意注意n 在恒定磁場中的靜止導磁體內是不會引起能量損耗的。在恒定磁場中的靜止導磁體內是不會引起能量損耗的。n 鐵芯損耗均轉化為熱能使鐵芯溫度升高，為防止電機鐵芯損耗均轉化為熱能使鐵芯溫度升高，為防止電機過熱，過熱，采用硅鋼片以減小鐵芯損耗采用硅鋼片以減小鐵芯損耗，采取散熱降溫措采取散熱降溫措施施 。2023年1月2日星期一電機學 第一章 導論571.5 1.5 磁路基本定律和磁路的計算磁路基本定律和磁路的計算n 電電電路電路導電材料（及絕緣材料）導電材料（及絕緣材料）紫銅、鋁線紫銅、鋁線

31、（絕緣（絕緣:按耐熱能力高低分按耐熱能力高低分A A、E E、B B、F F、H H、C C六個等六個等級）級）n 磁磁磁路磁路導磁材料導磁材料硅鋼片、鑄鋼等硅鋼片、鑄鋼等n 力力結構材料結構材料鑄鋼、鑄鐵、鋼板等鑄鋼、鑄鐵、鋼板等2023年1月2日星期一電機學 第一章 導論58 磁路磁路 磁通所通過的路徑。磁通所通過的路徑。n 主磁通：由于鐵心的導磁性能比空氣要好得多，所以主磁通：由于鐵心的導磁性能比空氣要好得多，所以絕大部分磁通將在鐵心內通過絕大部分磁通將在鐵心內通過,這部分磁通稱為主磁這部分磁通稱為主磁通。通。n 漏磁通：圍繞載流線圈、部分鐵心和鐵心周圍的空間，漏磁通：圍繞載流線圈、部分

32、鐵心和鐵心周圍的空間，還存在少量分散的磁通，這部分磁通稱為漏磁通。還存在少量分散的磁通，這部分磁通稱為漏磁通。n主磁路：主磁通所通過的路徑。主磁路：主磁通所通過的路徑。n漏磁路：漏磁通所通過的路徑。漏磁路：漏磁通所通過的路徑。2023年1月2日星期一電機學 第一章 導論59圖圖 變壓器的磁路變壓器的磁路主磁通主磁通漏磁通漏磁通2023年1月2日星期一電機學 第一章 導論60一、磁路的歐姆定律一、磁路的歐姆定律 BAAB圖圖1-12 1-12 單框鐵心磁路單框鐵心磁路A AN Ni il l2023年1月2日星期一電機學 第一章 導論61NiHldlHFRFAlNimm)/(AlRm/BH AB

33、/磁阻磁阻lARmm1磁導磁導2023年1月2日星期一電機學 第一章 導論62與電路中的歐姆定律相似與電路中的歐姆定律相似模擬電路圖模擬電路圖mRF FFRFAlNimm)/(n鐵磁材料的磁導率鐵磁材料的磁導率不不是一個常數，所以由鐵是一個常數，所以由鐵磁材料構成的磁路，其磁材料構成的磁路，其磁阻不是常數磁阻不是常數，而是隨，而是隨著磁路中磁通密度的大著磁路中磁通密度的大小而變化，這種情況稱小而變化，這種情況稱為非線性。為非線性。AlRm2023年1月2日星期一電機學 第一章 導論63二、磁路的基爾霍夫第一定律二、磁路的基爾霍夫第一定律 n 定律內容定律內容:穿出穿出(或進入或進入)任一閉和面

34、的總磁通量恒等任一閉和面的總磁通量恒等于零于零(或者說，進入任一閉合面的磁通量恒等于穿出或者說，進入任一閉合面的磁通量恒等于穿出該閉合面的磁通量該閉合面的磁通量)，這就是磁通連續性定律。，這就是磁通連續性定律。02023年1月2日星期一電機學 第一章 導論64圖圖1-13 1-13 無分支磁路示意圖無分支磁路示意圖213A AN Ni in 中間鐵心柱的線圈中通以電流，產生磁通，路徑如圖中間鐵心柱的線圈中通以電流，產生磁通，路徑如圖003213212023年1月2日星期一電機學 第一章 導論65三、磁路的基爾霍夫第二定律三、磁路的基爾霍夫第二定律 n 定律背景定律背景:磁路計算時，總是把整個磁

35、路分成若干段，磁路計算時，總是把整個磁路分成若干段，每段為同一材料、相同截面積，且段內磁通密度處處每段為同一材料、相同截面積，且段內磁通密度處處相等，從而磁場強度亦處處相等。相等，從而磁場強度亦處處相等。n 定律內容定律內容:沿任何閉合磁路的總磁動勢恒等于各段磁沿任何閉合磁路的總磁動勢恒等于各段磁路磁位降的代數和。路磁位降的代數和。2023年1月2日星期一電機學 第一章 導論663311111lHlHFiNdlH22112211221121mmRRlHlHiNiNFF111111/ABH333333/ABH3311333311111mmRRAlAlF1111AlRm3333AlRmmRHlNi

36、F2023年1月2日星期一電機學 第一章 導論67n 磁路和電路的比擬僅是一種數學形式上的類似、而不磁路和電路的比擬僅是一種數學形式上的類似、而不是物理本質的相似。是物理本質的相似。電路電路磁路磁路電流電流I I磁通磁通電動勢電動勢E E磁動勢磁動勢F F電壓降電壓降IEIE磁壓降磁壓降R Rm m電阻電阻R R磁阻磁阻R Rm m電導電導g g1/R1/R磁導磁導m m=1/R=1/Rm m基爾霍夫第一定律基爾霍夫第一定律i i0 0基爾霍夫第一定律基爾霍夫第一定律0 0基爾霍夫第二定律基爾霍夫第二定律U Ue e基爾霍夫第二定律基爾霍夫第二定律HlHlNINI歐姆定律歐姆定律I IU/RU/R歐姆定律歐姆定律U Um m/R/Rm m