铁磁性物质的磁化曲线优秀PPT.ppt
《铁磁性物质的磁化曲线优秀PPT.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《铁磁性物质的磁化曲线优秀PPT.ppt(42页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第九章 磁路和铁心线圈电路内容提要内容提要1.磁感应强度、磁通及磁场强度等物理量概念。2.磁通连续性原理和安培环路定律。3.磁路的基尔霍夫定律,磁阻与磁导。4.恒定磁通磁路的计算。5.沟通铁心线圈中波形畸变和沟通铁心线圈电路模型的计算。1第九章 磁路和铁心线圈电路9.1 9.1 磁场的主要物理量和基本性质磁场的主要物理量和基本性质一一 磁场的主要物理量磁场的主要物理量 磁感应强度()电流(或运动电荷)磁感应强度 是表示磁场空间某点的磁场强弱和方向的物理量。它是矢量。磁场对电流(或运动电荷)有作用,而电流(或运动电荷)也将产生磁场。磁场2第九章 磁路和铁心线圈电路磁感应强度的大小:在磁场中一点放
2、一段长度为l、电流强度为 I 并与磁场方向垂直的导体,如导体所受电磁力为F,则该点磁感应强度的大小为B 的SI单位:特斯拉(T)磁感应强度的方向:由 和 三个矢量成右螺旋定则的关系来决定。3第九章 磁路和铁心线圈电路 磁通():磁感应强度 B 在面积 A 上的通量。设磁场中有一曲面A,在曲面上取一面积元dA,dA处的磁感应强度量值为B,方向与dA的夹角为,则此面积元的磁通为所以,曲面A的磁通为匀整磁场:磁感应强度量值相等、方向相同的磁场。磁通的SI单位:韦伯(Wb)4第九章 磁路和铁心线圈电路 假如是匀整磁场,且各点磁感应强度与面积假如是匀整磁场,且各点磁感应强度与面积 S 垂直,垂直,则该面
3、积上的磁通为则该面积上的磁通为又称磁感应强度为磁通密度或 磁感应线:为使磁场的分布状况形象化,用磁感应线描述磁场。规定:磁感应线上的每一点的切线方向就是这一点的磁场方向;在磁感应强度大的地方磁感应线密,小的地方疏。5第九章 磁路和铁心线圈电路 将不同的物质(磁介质)放入磁场中,对磁场影响是不同的。不同的物质在外磁场的作用下,会被磁化而产生附加磁场,附加磁场又反过来影响外磁场。外磁场通常是由电流产生的,为了反映外磁场和电流之间的关系,引入一个协助矢量H即磁场强度。它也是用来表征磁场中各点的磁力大小、方向的物理量。但是,它的大小仅与产生该磁场的电流大小和载流导体的形态有关。其SI单位:安/米(A/
4、m)。磁场强度磁场强度与磁感应强度的关系为 6第九章 磁路和铁心线圈电路物质的磁导率SI单位:H/m真空磁导率相对磁导率非铁磁物质的0铁磁物质的r很大,如硅钢片r=60008000。磁导率 磁通连续性原理:磁场中任一闭合面的总磁通恒等于零,即二二 磁场的基本性质磁场的基本性质 磁感应线总是闭合的空间曲线7第九章 磁路和铁心线圈电路 安培环路定律:磁场强度矢量H沿任何闭合路径的线积分等于穿过此路径所围成的面的电流代数和,即例如:可写出图中的安培环路定律表达式为电流的方向和所选路径方向符合右手螺旋法则时为正,否则为负。8第九章 磁路和铁心线圈电路9.2 9.2 铁磁性物质的磁化曲线铁磁性物质的磁化
5、曲线物质按其磁化效应分为非铁磁性物质 0铁磁性物质 很大,不是常数 物质的磁性可用导磁系数来表示,或者用式 ,以通过物质中磁感应强度与磁场强度的关系来描述。真空或空气的导磁能力很低,其导磁系数为 ,是一个不随磁场强度的大小而变化的常数()。所以,真空或空气中的磁感真空或空气中的磁感应强度是随磁场强度成比例地变化的应强度是随磁场强度成比例地变化的,如图中的直线所示。铁、镍及其合金等铁磁性材料,其导磁能力很高,相对导磁系数很大,可达数百甚至数万而且还具有磁饱和及磁滞的特点。为此,下面研究铁磁性物质的磁化性质。9第九章 磁路和铁心线圈电路铁磁性物质的磁化性质一般由磁化曲线即B-H曲线表示缘由:磁场强
6、度H 是确定于产生外磁场的电流;磁感应强度B 是相当于电流在真空中所产生磁场和物质 磁化后的附加磁场的叠加,所以,B-H曲线表明白物质的磁化效应。一一 起始磁化曲线起始磁化曲线 铁磁性物质的磁化曲线 B-H 可由试验测出HB,OB 起始磁化曲线,如图中曲线。H=0、B=0 起先磁化 oa1段,B 随H 增大而增大,其增 长率不大。10第九章 磁路和铁心线圈电路HB,OB a1a2段,B 随H 增大而急剧增大,其缘由是铁磁性物质中的B 较非铁磁性物质的B 大得多,故常要求铁磁性材料工作在a2点旁边。a2a3段,铁磁性物质中的B 的增长率反而变小,其缘由是接近饱和区。a3点以后,B 的增长率就相当
7、于空气中的B 的增长率,这种现象称为磁饱和。a1、a2、a3点分别称为跗点、膝点、饱和点。总的来看:铁磁性物质的B 和H 的关系是非线性的。11第九章 磁路和铁心线圈电路 从图中的曲线-H 可以看到,铁磁性物质的磁导率不是常数,是随H 的变更而变更的。起先阶段较小;随着H 的增大,达到最大值,而后随着磁饱和的出现,H 再增大,值下降。图中的起始磁化曲线可用磁畴理论予以说明。二二 磁滞回线磁滞回线 B HO 磁滞回线:铁磁性物质在反复磁化过程中的B-H关系(在+Hm 和-Hm 间,近似对称于原点的闭合曲线)。如沟通电机或电器中的铁心常受到交变磁化。12第九章 磁路和铁心线圈电路B HO 当H 由
8、零增加到+Hm,使铁磁性物质达到饱和,对应的磁感应强度为Bm,之后,将H 减小,B 要由Bm沿着比起始磁化曲线稍高的曲线ab下降。H 降为零而B 不为零,这种B 的变更落后于H 的变更的现象称为磁滞。剩余磁感应强度(剩磁):由于磁滞,铁磁性物质在磁场强度减小到零时保留的磁感应强度(Br)。矫顽磁场强度(矫顽力):如要消去剩磁,需将铁磁性物质反向磁化的磁场强度(Hc)。当H 接着反向增加时,铁磁性物质起先反向磁化。到-Hm时,即饱和点a。然后沿aba 变更而完成一个循环。13第九章 磁路和铁心线圈电路磁滞损耗:铁磁性物质在反复磁化过程中,消耗并转 变为热能而耗散的能量。反复磁化一次的磁滞损耗与磁
9、滞回线的面积成正比。材料按磁滞回线形态分软磁材料:回线狭长,剩磁、矫顽力均 较小,磁滞不明显,没有外 磁场时磁性基本消失,磁滞 损耗小,磁导率高。(铁心)硬磁材料:回线较宽。剩磁不易消逝,适宜制作永磁体。(磁铁)HBHB14第九章 磁路和铁心线圈电路三三 基本磁化曲线基本磁化曲线 基本磁化曲线:对于同一铁磁性物质制成的铁心,取不同的Hm值的交变磁场进行反复磁化,得到的不同磁滞回线的顶点连成的曲线。15第九章 磁路和铁心线圈电路9.3 9.3 磁路及磁路定律磁路及磁路定律一一 磁路磁路 为了使励磁电流产生尽可能大的磁通,由于铁磁性物质的磁导率远比非铁磁性物质的大,所以将铁磁性物质做成闭合或近似闭
10、合的环路,即铁心。因此,绕在铁心上的线圈通以较小的电流(励磁电流),便能得到较强的磁场。这样的磁场大都约束在限定的铁心范围之内,四周非铁磁性物质中的磁场则很微弱。磁路:约束在限定铁心范围内的磁场。I气隙主磁通铁心线圈16第九章 磁路和铁心线圈电路磁路的磁通主磁通主磁通():绝大部分通过磁路(含气隙)闭合的。漏磁通漏磁通():经过磁路周围非铁磁物质而闭 合的磁通。二二 磁路的基尔霍夫定律磁路的基尔霍夫定律 由磁通连续性原理和安培环路定律推导而得,是分析磁路的基础。基尔霍夫第确定律:穿过闭合面的磁通代数和为零。基尔霍夫其次定律:在磁路的随意闭合回路中,各段磁位差的代数和等于各磁通势的代数和。SI单
11、位:均为安(A)17第九章 磁路和铁心线圈电路其中:磁位差为磁通势为当磁通的参考方向与绕行方向一样时,取正号,反之取负号。当励磁电流的参考方向与绕行方向之间符合右手螺旋关系时取正号,反之取负号。三三 磁阻与磁导磁阻与磁导 设均匀磁路中某一段材料:磁导率:横截面:A 长度:l 磁通:则该段磁阻为 磁阻(Rm)SI单位:为 H-118第九章 磁路和铁心线圈电路 推导过程:磁导()SI单位:为 H空气的磁导率为常数,故气隙的磁阻是常量。磁路欧姆定律铁磁性物质的磁导率不是常数,故铁磁性物质的磁阻是非线性的。19第九章 磁路和铁心线圈电路9.4 9.4 恒定磁通磁路的计算恒定磁通磁路的计算一一 恒定磁通
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 铁磁性 物质 磁化 曲线 优秀 PPT
限制150内