【电机学复习笔记】第一章 磁路 |
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1 磁路的基本定律内容及表达式1.1 磁感应强度B(磁通密度)(单位T)1.2 磁通量:穿过某一截面的磁感应强度1.3 磁场强度1.4 磁路的三大基本定律1.5 磁路计算的其他定律1.6 磁路与电路的比较
2-常用的铁磁材料及其特性2.1 铁磁物质的概念2.2 分类2.3 铁磁物质的磁化2.4 磁化曲线和磁滞回线2.5 铁磁材料*2.6 铁心损耗*
3-感应电势和电感
1 磁路的基本定律内容及表达式
1.1 磁感应强度B(磁通密度)(单位T)
1.2 磁通量:穿过某一截面的磁感应强度
ϕ = ∫ B d A = B A \phi=\int B d A=B A ϕ=∫BdA=BA (单位Wb) 1.3 磁场强度H = B / u H=B/u H=B/u (单位A/m) 1.4 磁路的三大基本定律(1) 电生磁——全电流定律(安培环路定律) 磁场强度沿任意的闭合路径的线积分等于闭合路径包围的导体电流的代数和
∫
H
d
l
=
∑
N
i
\int Hdl = \sum Ni
∫Hdl=∑Ni (3)电磁力定律——电流是产生磁场的源 对于长直载流导体,若磁场与之垂直,则计算电磁力大小的公式为
F
=
B
l
i
F=Bli
F=Bli 。也叫毕奥–萨伐电磁力定律。 式中电磁力
F
F
F 、磁场
B
B
B 和载流导体
I
I
I 的关系由左手定则确定。普通电机中,
I
I
I 通常沿轴线方向,而
B
B
B 沿径向方向。 磁路的欧姆定律:作用在磁路上的磁动势F等于磁路内的磁通量中乘以磁阻 R m R_m Rm 。 F = H l = B μ l = ϕ μ A l F=H l=\frac{B}{\mu} l=\frac{\phi}{\mu A} l F=Hl=μBl=μAϕl 磁路的基尔霍夫第一定律: 进入或穿出任一封闭面的总磁通量的代数和等于零,或穿入任一封闭面的磁通量恒等于穿出该封闭面的磁通量。 ∑ ϕ = 0 \sum \phi =0 ∑ϕ=0 磁路的基尔霍夫第二定律: 任一闭合磁路上磁动势的代数和恒等于磁压降的代数和。 Σ F = Σ N I = Σ H l = Σ Φ R m \Sigma F=\Sigma N I=\Sigma H l=\Sigma \Phi R_m ΣF=ΣNI=ΣHl=ΣΦRm 3点不同,看课本 电路与磁路既有相似性,又有本质区别,下面叙述正确的有: A.电流流过导电体会产生能量损耗,磁通流过导磁体不会产生能量损耗; B.在恒定磁场中静止导磁体内是不会引起能量损耗的; C.电路中电阻越大电压降越大,磁路中磁阻越大磁压降越大; D.电路有电动势可以无电流,磁路有磁动势可以无磁通。 答案:BC 2-常用的铁磁材料及其特性 2.1 铁磁物质的概念 磁导率:表征物质导磁能力的物理量,用符号 μ \mu μ 表示, μ = B / H \mu=B/H μ=B/H真空的磁导率 u o = 4 π × 1 0 − 7 u_o = 4\pi×10^{-7} uo=4π×10−7 H/m 为常数相对磁导率:任何一种物质的磁导率与真空磁导率的比称为该物质的相对磁导率,用 μ r \mu_r μr 表示, μ r = μ / μ 0 \mu_r=\mu/\mu_0 μr=μ/μ0 2.2 分类将铁磁物质放入磁场后,磁场会显著增强。铁磁材料在外磁场中呈现很强的磁性,这一现象称为铁磁物质的磁化。 2.4 磁化曲线和磁滞回线※ 减小铁损耗的方法: ①使用软磁材料; ②增大铁心的电阻率,减小涡流及其损耗;③用很薄的硅钢片叠成铁心,减小涡流及其损耗。 1-4为什么希望磁路中的空气隙部分尽可能小? 答:与磁路中的铁磁材料相比,空气的磁导率小得多,如果要使总磁阻减小,需要减小空气隙部分。 1-5何为铁磁材料?为什么铁磁材料的磁导率高? 答:铁、钴、镍以及它们的合金,某些稀土元素的合金和化合物,铬和锰的一些合金,为铁磁材料;铁磁材料置于磁场后,磁场会显著增强,表现为铁磁材料的导磁能力更强,所以磁导率高。 1-6何为铁磁材料的饱和现象和磁滞现象? 答:铁磁材料置于磁场后,当外加磁场的磁场强度达到一定程度时,磁通密度B(磁感应强度)增加缓慢,磁导率逐渐减小,这种现象为铁磁材料的饱和现象;将铁磁材料置于外磁场中进行周期性磁化,磁通密度B的变化落后于磁场强度H的变化,这种现象为铁磁材料的磁滞现象。 1-7什么是铁磁材料的剩磁和矫顽力? 答:当磁场强度H为零时,磁通密度不为零,而是一个较大的值Br,Br称为剩磁;当磁通密度为零时,H不为零,而是 Hc,Hc称为矫顽力。 若在规定条件下测得某铁磁材料磁导率的一个基准值,则往后只要知道由该铁磁材料构成磁路某点的磁感应强度B,便可以将代入公式求出该点对应磁场强度H。 答:错。铁磁材料磁导率不是常数,随磁路饱和程度而变化,需要根据基本磁化曲线求取H或B。 3-感应电势和电感
1-10 叙述电感、自感、互感和漏电感的意义。 答:当线圈中流过电流时,将产生磁场。磁路不饱和时,线圈中流过单位电流所产生的磁链称为电感。 当一个电流回路中的电流随时间变化时,通过回路自身的磁链也发生变化,因而回路自身产生感生电动势,这就是自感现象,这时产生的感生电动势叫自感电动势,磁链与电流的比值称为自感系数,简称自感。 与漏磁链对应的电感称为漏电感。闭合导体回路L1,当电流随时间变化时,它周围的磁场也随时间变化,在它附近的导体回路L2中就会产生感生电动势,称为互感电动势。回路L2中的全磁通与回路L1中的电流之比,称为互感系数,简称互感。 |
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