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第4章 磁路与变压器 (2)

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第4章 磁路与变压器 (2)第4章、磁路与变压器4.1磁路4.2变压器预备知识一、磁性材料的磁性质磁场的基本物理量1.磁感应强度B磁感应强度是表示磁场中某一点磁场强弱和方向的物理量,它是一个矢量。定义:磁感应强度是指在磁场中某一点,单位正电荷以单位速度在与磁场相垂直的方向上运动时,所受到的磁场力,用公式表示为:单位:国际单位制中,磁感应强度的单位是特斯拉(T),电磁制的单位是高斯(Gs)。1T相当于104Gs。第4章、磁路与变压器第4章、磁路与变压器2.磁通Φ磁通Φ是穿过某一截面S的磁感应强度矢量的通量,或者说穿过该截面的磁力线的总数。在均匀...

第4章 磁路与变压器 (2)
第4章、磁路与变压器4.1磁路4.2变压器预备知识一、磁性材料的磁性质磁场的基本物理量1.磁感应强度B磁感应强度是 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示磁场中某一点磁场强弱和方向的物理量,它是一个矢量。定义:磁感应强度是指在磁场中某一点,单位正电荷以单位速度在与磁场相垂直的方向上运动时,所受到的磁场力,用公式表示为:单位:国际单位制中,磁感应强度的单位是特斯拉(T),电磁制的单位是高斯(Gs)。1T相当于104Gs。第4章、磁路与变压器第4章、磁路与变压器2.磁通Φ磁通Φ是穿过某一截面S的磁感应强度矢量的通量,或者说穿过该截面的磁力线的总数。在均匀磁场中,各点磁感应强度大小相等、方向相同,当所取横截面S与磁力线垂直时,公式表示如下国际单位制中,磁通的单位是韦伯(Wb),在电磁单位制中,它的单位是麦克斯韦(Mx)。1Wb相当于108Mx。根据磁通的公式,可以得出磁感应强度B在数值上可以看成是与磁场方向相垂直的单位面积内甩通过的磁通,所以磁感应强度又叫磁通密度。第4章、磁路与变压器磁感应强度B与磁介质有关,为了和计算磁场,我们引入了一个新的物理量磁场强度,通过这个物理量可以确定磁场与产生磁场的电流之间的关系。3.磁场强度H磁场强度与产生磁场强的电流之间由安培环路定律确定,其表达式为磁场强度矢量沿任意闭合路径的线积分等于穿过该闭合路径所包围的电流的代数和。如图所示,安培环路定律可写成第4章、磁路与变压器国际单位制中,磁场强度的单位是安/米(A/m),在电磁单位制中,它的单位是奥斯特(Oe)。1A/m相当于10-3Oe。它是表示物质导磁性能的物理量,磁感应强度与磁场强度的关系式为4.磁导率μ国际单位制中,磁导率的单位是亨/米(H/m),直空中的磁导率用μ0表示,μ0=4π×10-7H/m任何一种物质的磁导率μ与真空磁导率μ0的比值叫做该物质的相对磁导率,用μr表示1.铁磁材料磁畴:铁心自身具有的自然磁性小区域。没有外磁场作用,各个磁畴的磁场方向总体上不 规则 编码规则下载淘宝规则下载天猫规则下载麻将竞赛规则pdf麻将竞赛规则pdf ,宏观不显磁性。II磁畴和铁心的磁化二、磁性材料的磁性质第4章、磁路与变压器IAB曲线2直线1磁化过程直线1空心线圈时的情况曲线2线圈中放入铁心时情况磁化过程说明称为饱和状态,铁心大增磁作用已经达极限,同直线1B点以后所以磁畴的磁场逐渐沿外磁场的方向排列,铁心磁场从未饱和到饱和AB段大部分磁畴的磁场沿外磁场方向排列,与I成正比且增加率较大OA段曲线2即磁化曲线与I成正比直线1+u-ieseΦσΦ+-EIR磁路电路磁通电流I磁动势F=IN电动势E磁阻Rm电阻R磁路欧姆定律=F/Rm电路欧姆定律I=E/R磁路与电路对照表铁磁材料的磁性能高导磁性:磁导率可达102~104,由铁磁材料组成的磁路磁阻很小,在线圈中通入较小的电流即可获得较大的磁通。磁饱和性:B不会随H的增强而无限增强,H增大到一定值时,B不能继续增强。磁滞性:铁心线圈中通过交变电流时,H的大小和方向都会改变,铁心在交变磁场中反复磁化,在反复磁化的过程中,B的变化总是滞后于H的变化。铁磁材料的类型:软磁材料:磁导率高,磁滞特性不明显,矫顽力和剩磁都小,磁滞回线较窄,磁滞损耗小。硬磁材料:剩磁和矫顽力均较大,磁滞性明显,磁滞回线较宽。矩磁材料:只要受较小的外磁场作用就能磁化到饱和,当外磁场去掉,磁性仍保持,磁滞回线几乎成矩形。磁化曲线磁滞回线交流铁心线圈电路ui电压、电流和磁通的关系自感电动势的有效值为:在通电过程中,只要外加电压一定,铁心中就有与之对应的正弦交变磁通,称工作磁通一、有关各电磁量的关系和它们的正方向如图所示,励磁线圈的匝数是N,外加正弦电压u,产生励磁电流i。则磁动势在磁动势的作用下将建立磁场,它所产生的磁通分为两部分:绝大部分磁通将沿铁芯合,我们称这部分磁通为主磁通或工作磁通,并用Φ表示。一少部分磁通杂散在线圈周围空间,沿空气或其它非磁性材料闭合,这部分磁通为漏磁通,并用Φσ表示。因为空气的磁导率远小于磁性材料的磁导率,所以Φσ<<Φ以上各电磁量的关系可用下式表示二、主磁通和电动势当线圈外接正弦交流电压时,铁芯中的主磁通也是按正弦规律变化的设主磁通则感应电动势※此公式是 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 变压器、电动机u、i、Φm的重要依据三、电压平衡方程按照图中的参考方向,可得电压平衡方程写成相量式由于线圈的电阻很小,漏磁通产生的电动势也很小,所以\有效值四、涡流损耗和磁滞损耗在交流铁芯线圈中存在线圈导线电阻所造成的功率损耗,称为铜损。同时还存在另外两种损耗:涡流损耗和磁滞损耗,总称为铁损)由于线圈铁芯是磁性材料做成的,它即能导磁,又能导电,当铁芯中有交变磁通穿过时,不仅在线圈中产生感应电动势,在铁芯中也产生与磁通方向垂直和感应电动势,并产生感应电流,称为涡流。涡流的存在能造成功率损耗,并使铁芯发热,降低设备的利用率。为了减小涡流损耗,可选用电阻率高的硅钢片,片间彼此绝缘,并顺磁通方向叠成铁芯,这样加大了涡流流通的路径并增大了电阻。从而大大减小了涡流和涡流损耗。磁滞损耗在交变磁场中,铁芯反复磁化。磁性材料内部的磁畴反复取向排列,发生摩擦,亦使铁芯发热,产生功率损耗,叫磁滞损耗。在一定的频率下,铁芯反复磁化一次所产生的磁滞损耗与磁滞回归线所包围的面积成正双,即与磁性材料的性质有关。采用硅钢片叠成的铁芯,其磁滞回归线所包围的面积较小,可以减少铁的磁滞损耗。4.2变压器变压器:静止电器,把交流电压转换为同频率的另一数值交流电压。作用:1.输送功率相同,电压越高,电流越小,输电线线径越小,节省材料。2.同时减少线路上的功率损耗。工作原理变压器符号:空载运行:原边接入电源,副边开路。接上交流电源原边电流i1等于励磁电流i10产生感应电动势i10产生磁通(交变)(方向符合右手定则)结论:改变匝数比,就能改变输出电压。K为变比原、副边电压关系根据交流磁路的分析可得:时(变电压)负载运行Z副边带负载后对磁路的影响:在副边感应电压的作用下,副边线圈中有了电流i2。此电流在磁路中也会产生磁通,从而影响原边电流i1。但当外加电压、频率不变时,铁芯中主磁通的最大值在变压器空载或有负载时基本不变。带负载后磁动势的平衡关系为:结论:原、副边电流与匝数成反比由于变压器铁芯材料的导磁率高、空载励磁电流很小,可忽略。即:原、副边电流关系(变电流)(变阻抗)原、副边阻抗关系从原边等效:结论:变压器原边的等效负载,为副边所带负载乘以变比的平方。变压器的外特性1.外特性U2U20I2I2N02=j02>j电压变化率反映电压U2的变化程度。通常希望U2的变动愈小愈好,一般变压器的电压变化率约在5%左右。2.损耗与效率铁损ΔPFe包括磁滞损耗和涡流损耗。损耗:铜损:效率:几种常用的变压器1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。电压互感器:用低量程的电压表测高电压1.副边不能短路,以防产生过流;2.铁心、低压绕组的一端接地,以防在绝缘损时,在副边出现高压。使用注意:被测电压=电压表读数N1/N2电压表电流互感器:用低量程的电流表测大电流被测电流=电流表读数N2/N11.副边不能开路,以防产生高电压;2.铁心、低压绕组的一端接地,以防在绝缘损坏时,在副边出现过压。使用注意事项:电流表额定电压变压器副边开路(空载)时,原、副边绕组允许的电压值。额定电流变压器满载运行时,原、副边绕组允许的电流值。额定容量传送功率的最大能力。(理想)变压器的铭牌数据(以单相变压器为例)变压器的额定值及型号
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分类:其他高等教育
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