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电工与电子技术课件上.ppt

电工与电子技术课件上

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2019-04-07 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《电工与电子技术课件上ppt》,可适用于工程科技领域

第五章磁路与变压器第五章磁路与铁芯线圈电路磁路:主磁通所经过的闭合路径。§磁路基础与磁路的基本定律磁路的基本概念线圈通入电流后产生磁通分主磁通和漏磁通。磁场的基本物理量电流→磁场←用磁力线描述通过磁场中某一面积的磁力线的总数。单位:Wb。B:矢量。其数值表示磁场的强弱其方向表示磁场的方向。一、磁通(Φ)H:矢量。方向与B的方向相同。H的大小:只与产生该磁场的电流大小成正比与介质的性质无关。B的大小:不仅与产生该磁场的电流大小有关还与介质的性质有关。三、磁场强度H※单位:Am。:表征各种材料导磁能力的物理量磁性材料的磁性能磁性材料主要是指由元素铁、钴、镍及其合金等材料。它们主要的磁性能如下。一、高导磁性磁性材料的磁导率很大μr>>可达~量级。分子电流和磁畴理论:分子中电子的绕核运动和自转将形成分子电流分子电流将产生磁场每个分子都相当于一个小磁铁。由于磁性物质分子的相互作用使分子电流在局部形成有序排列而显示出磁性这些小区域称为磁畴。磁性物质的磁化示意图(a)无外场磁畴排列杂乱无章。(b)在外场作用下磁畴排列逐渐进入有序化。非磁性材料没有磁畴的结构所以不具有磁化特性。磁性物质因磁化产生的磁场是不会无限制增加的当外磁场(或激励磁场的电流)增大到一定程度时全部磁畴都会转向与外场方向一致。这时的磁感应强度将达到饱和值。磁化曲线B是真空情况下的磁感应强度B是介质中的磁感应强度。磁性物质的μ不是常数Φ与H也不存在正比关系。二、磁饱和性在铁心线圈通有交变电流时铁心将受到交变磁化。但当H减少为零时B并未回到零值出现剩磁Br。磁感应强度滞后于磁场强度变化的性质称为磁滞性。如图为磁性物质的滞回曲线。要使剩磁消失通常需进行反向磁化。将B=时的H值称为矫顽磁力Hc(见图中和所对应的点。)三、磁滞性根据磁滞回线的不同大致分成三类:()软磁材料其矫顽磁力较小磁滞回线较窄。(铁心)()永磁材料其矫顽磁力较大磁滞回线较宽。(磁铁)()矩磁材料其剩磁大而矫顽磁力小磁滞回线为矩形。(记忆元件)磁性材料的分类:一安培环路定律(全电流定律):磁场中任何闭合回路磁场强度的线积分,等于通过这个闭合路径内电流的代数和磁路基本定律在无分支的均匀磁路(磁路的材料和截面积相同各处的磁场强度相等)中安培环路定律可写成:磁路长度L线圈匝数NHL:称为磁压降。总磁动势在非均匀磁路(磁路的材料或截面积不同或磁场强度不等)中总磁动势等于各段磁压降之和。例:例一均匀闭合铁心线圈匝数为铁心中磁感应强度为T磁路的平均长度为cm,试求:()铁心材料为铸铁时线圈中的电流()铁心材料为硅钢片时线圈中的电流。解:先从磁化曲线中查出磁场强度的H值然后再计算电流。()H=Am()H=Am可见由于所用铁心材料不同要得到相同的磁感应强度则所需要的磁动势或励磁电流是不同的。因此采用高磁导率的铁心材料可使线圈的用铜量大为降低。对于均匀磁路二磁路的欧姆定律:磁路和电路的比较(一)磁路电路磁通INREIU欧姆定律磁阻磁感应强度安培环路定律磁路IN欧姆定律电阻电流强度克氏电压定律磁路与电路的比较(二)电路REI励磁电流:在磁路中用来产生磁通的电流§铁心线圈电路一、直流铁心线圈电路直流磁路的特点:二交流磁路的分析ui交流磁路的特点:.铁损.铜损:①磁滞损耗由磁滞所产生的铁损称为磁滞损耗。可以证明交变磁化一周在铁心的单位体积内所产生的磁滞损耗能量与磁滞回线所包围的面积成正比。磁滞损耗要引起铁心发热。为了减小磁滞损耗应选用磁滞回线狭小的磁性材料制造铁心。硅钢就是变压器和电机中常用的铁心材料其磁滞损耗较小。①磁滞损耗②涡流损耗交流铁心的损耗:ΔPCU=IRΔPFe=ΔPhΔPe由涡流所产生的铁损称为涡流损耗△Pe涡流:当线圈中通有交流电时在铁心内要产生感应电动势和感应电流。这种感应电流称为涡流它在垂直于磁通方向的平面内环流着。②涡流损耗为了减小涡流损耗可采用由彼此绝缘且顺着磁场方向的硅钢片叠成铁心这样将涡流限制在较小的截面内流通使涡流及其损耗大为减小。一般电机和变压器的铁心常采用厚度为mm或mm的硅钢片叠成。变压器功能:§变压器单相变压器变压器的基本结构和工作原理一结构:空载运行:原边接入电源副边开路。二工作原理结论:改变匝数比就能改变输出电压。原、副边电压关系(变电压)负载运行Z结论:原、副边电流与匝数成反比原、副边电流关系(变电流)(变阻抗)原、副边阻抗关系结论:变压器一次侧的等效阻抗模为二次侧所带负载的阻抗模的K倍。阻抗变换举例:扬声器上如何得到最大输出功率求:负载上得到的功率解:()将负载直接接到信号源上()将负载通过变压器接到信号源上。结论:由此例可见加入变压器以后输出功率提高了很多。原因是满足了电路中获得最大输出的条件(信号源内、外阻抗差不多相等)。变压器的外特性U:原边加额定电压、副边开路时副边的输出电压。变压器的效率()为减小涡流损失铁芯一般由一片片导磁材料叠合而成。当电流流入两个线圈(或流出)时若产生的磁通方向相同则两个流入端称为同极性端(同名端)。或者说当铁芯中磁通变化(增大或减小)时在两线圈中产生的感应电动势极性相同的两端为同极性端。同极性端(同名端)变压器绕组极性及连接方法电器使用时两种电压(VV)的切换:V:联结-V:联结--线圈的接法V:联结-两种接法下线圈工作情况的分析V:联结--V:联结-问题:在V情况下如果只用一个绕组(N)行不行?答:不行(两绕组必须并绕)原边有两个相同绕组的电源变压器()使用中应注意的问题:问题:如果两绕组的极性端接错结果如何?结论:在极性不明确时一定要先测定极性再通电。答:有可能烧毁变压器方法一:交流法同极性端的测定方法方法二:直流法三相变压器三相变压器有三个原绕组和三个副绕组其铁心有三个心柱每相的原副绕组同心装在一个心柱上。其工作原理与单相变压器工作原理相同。三相绕组常用的联接方式有YY和Y△两种。变压器的铭牌数据额定容量传送功率的最大能力。一自耦变压器使用时改变滑动端的位置便可得到不同的输出电压。实验室中用的调压器就是根据此原理制作的。注意:原、副边千万不能对调使用以防变压器损坏。因为N变小时磁通增大电流会迅速增加。特殊变压器二电流互感器:用低量程的电流表测大电流被测电流=电流表读数NN副边不能开路以防产生高电压为安全起见铁心、副绕组的一端应接地。使用注意事项:三电压互感器:用低量程的电压表测高电压被测电压=电压表读数NN第五章结束

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