电机学:磁路ppt课件.ppt
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1、电电 机机 学学 Electric MachineryElectric Machinery严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第一章第一章 磁路磁路1-1磁路的基磁路的基本定律本定律1-2常用的常用的铁磁材料及铁磁材料及其特性其特性1-3磁路磁路的计算的计算1-4电抗与电抗与磁导的关系磁导的关系电电 机机 学学 Electric MachineryElectric Machinery严格执行突发事件上报制度、
2、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。本章教学计划本章教学计划本章教学计划本章教学计划理论教学:理论教学:理论教学:理论教学:4 4学时学时学时学时实验教学:实验教学:实验教学:实验教学:0 0学时学时学时学时本章教学内容本章教学内容本章教学内容本章教学内容一、重点一、重点:1、磁路的基本定律、磁路的基本定律;2、铁磁材料的特性及基本磁化曲线、铁磁材料的特性及基本磁化曲线;3、铁心损耗、铁心损耗.二、难点二、难点:1、磁滞回线;、磁滞回
3、线;2、铁心损耗;、铁心损耗;3、磁路的计算、磁路的计算电电 机机 学学 Electric MachineryElectric Machinery严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。1.1 磁路的基本定律磁路的基本定律Basic Laws of Magnetic Circuit一、磁路的概念一、磁路的概念Concepts of Magnetic CircuitConcepts of Magnetic Circ
4、uit 磁路:磁通所通过的路径。见磁通所通过的路径。见图图-。电路:电流所通过的路径电流所通过的路径。对偶对偶电电阻阻电电动动势势电流电流磁磁阻阻磁磁动动势势磁通磁通电电 机机 学学 Electric MachineryElectric Machinery严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。1.1 磁路的基本定律磁路的基本定律Basic Laws of Magnetic Circuit一、磁路的概念一、磁路的
5、概念主磁通(Main Flux):由于铁心的导磁性由于铁心的导磁性能比空气要好得多,所以能比空气要好得多,所以大部分磁通在铁大部分磁通在铁心内通过心内通过,这部分磁通称为这部分磁通称为主磁通主磁通。漏磁通(Leakage Flux):围绕载流线圈、围绕载流线圈、部分铁心周围的空间,还存在少量分散的部分铁心周围的空间,还存在少量分散的磁通,这部分磁通称为磁通,这部分磁通称为漏磁通漏磁通。电电 机机 学学 Electric MachineryElectric Machinery严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突
6、发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。主磁路:主磁通所通过的路径主磁通所通过的路径漏磁路:漏磁通所通过的路径漏磁通所通过的路径励磁线圈:用以激励磁路中磁通的载流线圈用以激励磁路中磁通的载流线圈励磁电流:励磁线圈中的电流励磁线圈中的电流直流直流:直流磁路直流磁路例如:直流电机交流交流:交流磁路交流磁路例如:变压器电电 机机 学学 Electric MachineryElectric Machinery严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制
7、度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。主磁通与漏磁通主磁通与漏磁通Main Flux&Leakage Flux分类分类作用作用大小大小磁路磁路符号符号主磁通主磁通能量转换能量转换或传递或传递大大主磁路主磁路F F漏磁通漏磁通漏抗压降漏抗压降小小漏磁路漏磁路F F s s电电 机机 学学 Electric MachineryElectric Machinery严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止
8、、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。变压器的磁路变压器的磁路电电 机机 学学 Electric MachineryElectric Machinery严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。两极直流电机磁路两极直流电机磁路电电 机机 学学 Electric MachineryElectric Machinery严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突
9、发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。1.1 磁路的基本定律磁路的基本定律Basic Laws of Magnetic Circuit电磁基本定律电磁基本定律安培环路定律安培环路定律安培环路定律安培环路定律电磁感应定律电磁感应定律电磁感应定律电磁感应定律电磁力定律电磁力定律电磁力定律电磁力定律磁路基本定律磁路基本定律磁路的欧姆定律磁路的欧姆定律磁路的欧姆定律磁路的欧姆定律磁路的基尔霍夫第一定律磁路的基尔霍夫第一定律磁路的基尔霍夫第一定律磁路的基尔霍夫第一定律磁路的基尔霍夫第二定律磁路的基尔霍夫第二定律磁路的基尔霍
10、夫第二定律磁路的基尔霍夫第二定律电电 机机 学学 Electric MachineryElectric Machinery严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。安培环路定律安培环路定律(Amperes Law)或全电流定律或全电流定律 沿任何一条闭合回线,磁场强度的线积分值恰好等于该闭沿任何一条闭合回线,磁场强度的线积分值恰好等于该闭合回线所包围的总电流值(代数和)。合回线所包围的总电流值(代数和)。若电流的正
11、方向与闭合回线若电流的正方向与闭合回线L L的环行方向符合右手螺旋关的环行方向符合右手螺旋关系时,系时,i取正号,否则取负号。取正号,否则取负号。=-i1+i2-i3电电 机机 学学 Electric MachineryElectric Machinery严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。电磁感应定律电磁感应定律Law of Electromagnetic Inductione e电电 机机 学学 Elec
12、tric MachineryElectric Machinery严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。电磁力定律电磁力定律Law of Electromagnetic Force电电 机机 学学 Electric MachineryElectric Machinery严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动
13、报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。磁路欧姆定律磁路欧姆定律(OhmsLaw)磁路基本定律磁路基本定律BasicLawsofMagneticCircuit磁路欧姆定律磁路欧姆定律:电动势:电动势:Electromotive Force,e.m.f.磁动势:磁动势:Magnetomotive Force,m.m.f.磁阻:磁阻:ReluctivityFF FRm电电 机机 学学 Electric MachineryElectric Machinery严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发
14、事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。磁路的欧姆定律磁路的欧姆定律 作用在磁路上的作用在磁路上的磁动势磁动势等于磁路内的等于磁路内的磁通量磁通量乘以乘以磁阻磁阻。定理说明定理说明图1-3a。公式公式:式中:式中:与电路中的欧姆定律的相似性与电路中的欧姆定律的相似性,附相应的模拟附相应的模拟磁路图1-3b。铁磁材料的铁磁材料的磁导率磁导率m m不是一个常数不是一个常数,由铁磁材料构成的磁路,其,由铁磁材料构成的磁路,其磁磁阻不是常数阻不是常数,而是随着磁路中磁通密度的大小而变化,这种情况称,而是随着磁路中磁通密度的大
15、小而变化,这种情况称为非线性。为非线性。电电 机机 学学 Electric MachineryElectric Machinery严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。点击书本进入点击书本进入例题例题1-1例题电电 机机 学学 Electric MachineryElectric Machinery严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严
16、格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。定律内容定律内容:穿出穿出(或进入或进入)任一闭和面任一闭和面的总磁通量的总磁通量恒等于零恒等于零(或者说,进入任或者说,进入任一闭合面的磁通量恒等于穿出该闭合面一闭合面的磁通量恒等于穿出该闭合面的磁通量的磁通量),这就是,这就是磁通连续性定律磁通连续性定律。磁路的基尔霍夫第一定律磁路的基尔霍夫第一定律Kirchhoff First Law电电 机机 学学 Electric MachineryElectric Machinery严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。
17、做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。磁路的基尔霍夫第一定律磁路的基尔霍夫第一定律Kirchhoff First LawF F3Rm3F F2F F1Rm1Rm2F电电 机机 学学 Electric MachineryElectric Machinery严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发
18、事件。磁路的基尔霍夫第二定律磁路的基尔霍夫第二定律Kirchhoff Second Law 定律背景定律背景:磁路计算时,总是把整个磁路磁路计算时,总是把整个磁路分成若干段,每段为分成若干段,每段为同一材料同一材料、相同截相同截面积面积,且,且段内磁通密度处处相等段内磁通密度处处相等,从而,从而磁场强度亦处处相等磁场强度亦处处相等。定律内容定律内容:沿任何闭合磁路的沿任何闭合磁路的总磁动势总磁动势恒等恒等于于各段磁路磁位降各段磁路磁位降的的代数和代数和。电电 机机 学学 Electric MachineryElectric Machinery严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章
19、制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。FF F1Rm1Rm22Rm磁路的基尔霍夫第二定律磁路的基尔霍夫第二定律Kirchhoff Second Law举例:电电 机机 学学 Electric MachineryElectric Machinery严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事
20、件。磁路和电路对比表磁路和电路对比表磁路和电路对比表磁路和电路对比表序号电 路磁 路基本物理量或基本定律符号或定义单位基本物理量或基本定律符号或定义单 位1电 流IA磁 通F FWb2电 压U=ElV磁动势F=HlA3电 阻R=l/(g gA)磁 阻Rm=l/(mAmA)1/H4电 导G=1/RS磁 导=1/RmH5电流密度J=I/AA/m2磁通密度B=F F/AWb/m2(T)6电导率g gS/m磁导率m mH/m7基尔霍夫第一定律 I=0磁通连续性原理 F F=08基尔霍夫第二定律e=U安培环路定律Ni=Hl=Rm9欧姆定律U=RI磁路欧姆定律F=Rm F F电电 机机 学学 Electr
21、ic MachineryElectric Machinery严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。磁路和电路的比拟磁路和电路的比拟:仅是一种仅是一种数学形式数学形式上的类似、上的类似、而而不是物理本质不是物理本质的相似。的相似。电电 机机 学学 Electric MachineryElectric Machinery严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪
22、行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。补充补充电电 机机 学学 Electric MachineryElectric Machinery严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。与电路相比较,磁路具有以下特点:与电路相比较,磁路具有以下特点:电流表示电流表示带电质点的运动带电质点的运动,它通过电阻时的功率损,它通过电阻时的功率
23、损耗为耗为I2R;磁通不代表质点运动磁通不代表质点运动,F F 2Rm也不代表功也不代表功率损耗率损耗。自然界存在着良好的对电流绝缘的材料,但尚未发自然界存在着良好的对电流绝缘的材料,但尚未发现对磁通绝缘的材料。现对磁通绝缘的材料。磁路中没有磁路中没有“断路断路”的情况,的情况,即即不存在有磁动势而无磁通的现象不存在有磁动势而无磁通的现象。空气也是导磁的空气也是导磁的,磁路中存在着漏磁磁路中存在着漏磁的现象。的现象。含有含有铁磁材料的磁路几乎都是非线性的铁磁材料的磁路几乎都是非线性的。一般地,。一般地,磁路问题是非线性问题,磁阻的概念和磁路欧姆定磁路问题是非线性问题,磁阻的概念和磁路欧姆定律只
24、有在磁路中各段的材料都是线性的或可以作为律只有在磁路中各段的材料都是线性的或可以作为线性处理时才能适用。在精确的磁路计算中不用磁线性处理时才能适用。在精确的磁路计算中不用磁阻和磁路欧姆定律,而是直接用全电流定律和各段阻和磁路欧姆定律,而是直接用全电流定律和各段材料的材料的B-H曲线。曲线。电电 机机 学学 Electric MachineryElectric Machinery严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事
25、件。讨讨 论论i1=10A,i20,N110匝,匝,N2为为5匝时磁路中匝时磁路中的磁通为的磁通为10Wb。当当i2=-5A的时候,要保持磁的时候,要保持磁通不变,通不变,i1应为多少安培?应为多少安培?电电 机机 学学 Electric MachineryElectric Machinery严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。讨论讨论-磁路的基尔霍夫第二定律磁路的基尔霍夫第二定律Ni是否正确?是否正确?电电
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