磁路的基础知识.ppt
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1、,汽 车 电 工 电 子 技 术 基 础,磁现象,常见的磁感应线,磁路的基础知识,一、磁场的基本物理量 1、磁感应强度(B) 定义:磁感应强度B是表示磁场内部某点的磁场强弱 及方向的物理量。 性质:方向与该点磁力线切线方向一致,B与产生 该磁场的电流之间的关系符合右手螺旋定则。 B的大小用通过单位电流强度的单位长度导 线所受的力,B=F / IL来确定。 若磁场内各点的磁感应强度大小相等,方向 相同,则为均匀磁场。 单位是特斯拉(T),简称特。1T=1Wb/,磁路的基础知识,性质一:方向与该点磁力线切线方向一致,B与产生该 磁场的电流之间的关系符合右手螺旋定则。 与磁场方向一致 右手螺旋定则,
2、磁路的基础知识,性质二:B的大小用通过单位电流强度的单位长度导 线所受的力,B=F / IL来确定。 式中, B表示磁感应强度; F表示磁场(磁力); I电流大小; L导线长度;,磁路的基础知识,2、磁通() 定义:在均匀磁场中,磁感应强度B与垂直于磁场方 向的面积S的乘积,称为通过该面积的磁通。 =BS或B= /S 磁感应强度B在数值上可以看 成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。 磁通的单位是韦伯(Wb), 简称韦。,磁路的基础知识,3、磁导率() 磁导率是表示物质导磁性能的物理量,即衡量物质 的导磁性能的一个系数,它的单位是亨/米(H/m)。 真空的导磁率0=410-
3、7 任意一种物质的导磁率与真空的导磁率之比称为相对 磁导率,用r表示。 等于磁介质中磁感应强度B与磁场强度H之比即 =B/H 例如,如果空气(非磁性材料)的磁导率是1,则铁的 磁导率为10,000,即当比较时,以通过磁性材料的磁通密 度是10,000倍。,磁路的基础知识,4、磁场强度H 磁场强度H是进行磁场分析时引用的一个辅助物理量 ,为了从磁感应强度B中除去磁介质的因素,故磁场强度定 义为H=B/。 磁场强度只与产生磁场的电流以及这些电流的分布( 导体的几何形状)情况有关,而与无关磁介质的导磁率,它的 单位是安/米(A/m)。,磁路的基础知识,总结:磁感应强度描述的是一个磁场中磁力线的密度和
4、分布 的范围,磁通描述的是一个磁场中磁场的面积有多少 磁力线通过,磁感应强度多大,磁场强度描述的是整 个磁场所辐射,波及的范围,强度多大。磁导率描述 的是物质的导磁性能。 关系:磁场中的磁感应强度越大那么通过这个磁场面积的磁 感应线就越密集磁通密度就越大,这个磁场所辐射的 磁场强度就越强。,磁路的基础知识,二、铁磁材料的磁性能 物质按其导磁性能可分为两大类。一类称为铁磁材料, 如铁、钢、镍、钴等,这类材料的导磁性能好,导磁率值 大;另一类为非导磁材料,如铜、铝、纸、木头、空气等, 此类材料的导磁性能差,磁导率值小(接近于真空的导磁 率)。,磁路的基础知识,铁磁材料的应用:铁磁材料是制造变压器、
5、电动机、等 各种电工设备的主要材料。铁磁材料的磁性能对磁器件的性 能和工作状态有很大影响。铁磁材料的磁性能主要表现为高 导磁性、磁饱和、磁滞性。,磁路的基础知识,1、高导磁性 铁磁材料具有很强的导磁能力,在外磁场作用下,其内 部的磁感应强度会大大增强,相对磁导率可达几百、几千甚 至几万。这是因为在铁磁材料的内部存在许多磁化小区,称 为磁畴。每个磁畴就像一块小磁铁,在无外磁场作用时,这 些磁畴的排序是不规则的,对外不显示磁性。在一定强度的 外磁场作用下,这些磁畴将顺着外磁场的方向趋向规则的排 序,产生一个附加磁场,是铁磁材料内的磁感应强度大大增 强。这种现象称为磁化。非铁磁材料没有磁畴结构,不具
6、有 磁化特性。,磁化前,磁化后,磁化过程,磁路的基础知识,2.磁滞性 如果励磁电流是大小和方向都随时间变化的交变电流, 则磁铁材料将受到交变磁化。在电流交变的一个周期中, 磁感应强度B随磁场强度H变化的关系如图。,磁路的基础知识,由图可见,当磁场强度H减小时,磁感应强度B并不 沿着原来这条曲线会降,而是沿着一条比它高的曲线缓慢下 降。当H减速到0时,B并不等于0而是仍保留一定的磁性。 这说明铁磁材料内部已经排齐的磁畴不会完全恢复到磁化前 杂乱无章的状态,这部分称为剩磁,用Br表示。,磁路的基础知识,如何消除剩磁? 如果要消除剩磁,使B=0,应施加一反向磁场强度Hc。 Hc的大小称为矫顽磁力,它
7、表示铁磁材料反抗退磁的能力。,磁路的基础知识,剩磁消除后如再继续增大反向磁场,则铁磁材料将反向 磁化;当反向磁场减小时,同样回产生 反向剩磁(-Br)。随着磁场强度不断正 反向变化,得到的磁化曲线为一条封闭 曲线。在铁磁材料反复磁化过程中,磁 感应强度B的变化总是落后于磁场强度H 的变化,这种现象称为磁滞现象。,磁路的基础知识,铁磁材料的分类: 铁磁材料按其磁性能可分为软磁材料、硬磁材料、矩磁 材料三种类型。不同类型的磁滞回线。,磁路的基础知识,软磁材料 软磁材料的剩磁和矫顽磁力较小,磁滞回线形状较窄, 但磁化曲线较陡,即磁导率较高,所包围的 面积较小。它即容易磁化,又容易退磁,一 般用于有交
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