铁磁材料的磁特性与磁路知识课件

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第四章 铁磁材料与磁路,4.1,铁磁材料的磁特性,4.2,磁路的基本知识,4.3,同名端的概念,小结,习题四,返 回 总 目 录,第四章 铁磁材料与磁路4.1 铁磁材料的磁特性4.2磁路的,磁介质,:,磁场中的物质称为磁介质。,导磁性,物质对磁场的影响能力,非铁磁材料,:,空气、木材、瓷、胶木、铜、铝之类的磁介质，其导磁能力（即对磁场的增强程度）很弱且接近，这类磁介质统称为非铁磁材料（又称为非铁磁物质）,铁磁材料,:,铁、钴、镍和它们的合金及氧化物之类的磁介质，其导磁能力很强，这类磁介质统称为铁磁材料（又称为铁磁物质）。,第一节铁磁材料的磁特性,磁介质:磁场中的物质称为磁介质。 第一节铁磁材料的磁特性,一、铁磁物质的磁化,用金相显微镜观察到的磁畴：,铁磁材料的磁化：,若将铁磁材料放入通电线圈中（线圈称为励磁线圈，电流称为励磁电流），在励磁电流产生的外磁场的作用下，各磁畴的磁场方向趋向于外磁场的方向，产生一个很强的附加磁场，使合成的总磁场大大增强，这种现象称为铁磁材料的磁化。,(,磁畴的体积约为,10,-9,cm,3,）,天然磁化区,磁畴,:,磁畴内部的分子电流排列整齐，每个磁畴相当于一个小磁体，对外显示着很强的磁性,。,一、铁磁物质的磁化用金相显微镜观察到的磁畴：铁磁材料的磁化：,起始磁化曲线,0A,段,: ,近似正比的增加。（线性段）,AB,段：,增加缓慢。,(,膝部,),B,点以后：,几乎不增加。（饱和段）,由于大量磁畴转向,剩余少量磁畴转向,空心线圈,二、磁化曲线,铁心线圈,没有磁畴可转向,为了用较小的励磁电流获得尽可能大的非饱和磁通，磁路设计的最大工作磁通，一般都取在靠近膝部的,A,点附近。,起始磁化曲线0A段: 近似正比的增加。（线性段）AB段：,三、磁滞回线,当铁磁材料的励磁电流交变时，如图：,(2),磁滞现象：,的变化落后于,的变化，,(1,) i,减小为零时，,铁磁材料中仍保留一部分剩余磁通，,称为剩磁,；,使材料完全退磁需要反向,i,达到一定数值,的现象称为磁滞现象。,(3),磁滞损失：磁畴反复转向引起的能量损失。,磁滞损失：使铁芯发热。,i,铁磁材料的磁特性是：,导磁能力强，磁通与励磁电流为非线性关系，具有磁滞性和磁饱和性。,磁特性的根源在于铁磁材料内部存在着磁畴。,三、磁滞回线 当铁磁材料的励磁电流交变时，如图： (2)磁滞,软磁物质：,磁滞损失小（硅钢、纯铁、铸铁、铁镍合金）,软磁材料的磁滞现象不明显，剩磁及磁滞损失小，磁滞回线“瘦”细狭长，适宜制作交流电气设备中的铁心。,硬磁物质：,磁滞损失大（铬钢、钴钢、钨钢及铝镍钴合金）,硬磁材料的磁滞现象显著，剩磁及磁滞损失大，磁滞回线“肥胖”，适宜制作永久磁铁。,铁磁材料的分类,返回,软磁物质：磁滞损失小（硅钢、纯铁、铸铁、铁镍合金）铁磁材料的,第二节磁路的基本知识,一、磁路的概念,变压器、电机、电磁铁等电气设备的工作需要强磁场，且要求绝大部分磁通集中在主要由铁磁材料构成的路径上，这一路径,称为磁路,（,a,）、（,b,）称为无分支磁路，（,c,）称为有分支磁路,第二节磁路的基本知识一、磁路的概念 变压器、电机、电,主磁通：,在磁路中穿过的磁通称为主磁通，又称为工作磁通。,漏磁通：,在线圈周围的空气及其他非铁磁材料中穿过的磁通称为漏磁通,。,漏磁通相对主磁通很小，计算不予考虑。,磁阻：,截面,S,、长度,l,，材料相同的均匀磁路段引进的类似于电阻的量,称磁介质的磁导率，单位是,H/m,Rm,的单位是,1/H,真空的磁导率,0,=410,-7,H/m,，其他非铁磁材料的磁导率,0,，且为常数；铁磁材料的,很大，但不是常数。,主磁通：在磁路中穿过的磁通称为主磁通，又称为工作磁通。磁阻：,直流磁路,：,由直流电流励磁的磁路中，磁通的方向不变，这样的磁路称为直流磁路，又称为恒定磁通的磁路。,二、直流磁路,无分支磁路的欧姆定律式,F=NI,称为,磁动势,，单位与电流单位相同；,Rm,为闭合磁路的总磁阻,铁磁材料的,不是常数，不能用式进行计算，只能对磁路进行定性分析。,直流磁路中的磁通不变，励磁线圈中没有感应电动势，励磁电流,I,仅由励磁线圈的外加电压,U,和线圈电阻,R,决定（,I=U/R,）。励磁线圈的电阻是不变的，当外加电压一定时，若磁路状况（中心长度、截面、材料）不同，则总磁阻和磁通也不同,直流磁路：由直流电流励磁的磁路中，磁通的方向不变，这样的磁路,交流磁路：,在由交流电流励磁的磁路中，磁通随时间不断交变，这样的磁路称为交流磁路。,交流铁心线圈：,交流磁路的励磁线圈称为交流铁心线圈,两种损耗：,磁滞、涡流,三、交流磁路,交流磁路：在由交流电流励磁的磁路中，磁通随时间不断交变，这样,当磁路中的磁通交变时，会在铁心中感应出旋涡状的电流 。,1,、涡流,涡流损失：,涡流使铁心发热并消耗能量，称为涡流损失。,铁损：,铁心中的磁滞损失与涡流损失总称铁心损失,减小涡流损失：,绝缘层的硅钢片叠成交流磁路铁心（交流电机、变压器、交流接触器等）,高频交流铁心则一般采用铁淦氧磁体等,涡流应用：,电磁炉、高频感应电炉、电工仪表中利用涡流产生的阻尼力矩，使仪表指针尽快停摆。,当磁路中的磁通交变时，会在铁心中感应出旋涡状的电流 。1、涡,2,、交流铁心线圈的电磁关系,励磁线圈外加的正弦交流电压与磁通的关系,法拉第定律,若不计铁心损失、线圈电阻和漏磁通的影响,交流铁心线圈的特点：,电源的频率及线圈的匝数一定时，,如线圈电压有效值不变，,m,不变；,电压的有效值改变时，,m,与,U,成,正比改变，而与磁路情况无关。,返回,2、交流铁心线圈的电磁关系励磁线圈外加的正弦交流电压与磁通的,第三节同名端的概念,同名端：,一般地说：在具有互感关系的两个线圈中的任意一个线圈的任意一端，通入任意变化（增大或减小）的电流，由于自感电动势和互感电动势的作用，在两上线圈中，总有一对端钮（它们分属两个线圈）相对于另一对端钮，同时为高电位或低电位。这样的一对端钮称为同名端，又称为同极性端。其标记符号是“,”,或“*”,同名端是由两个线圈的绕向决定,若在同名端的两个端钮分别各自通进电流，则它们产生的磁通方向一致，若在异名端分别各自通进电流，则它们产生的磁通方向相反。,判断已知绕向的两个线圈的同名端方法：,第三节同名端的概念 同名端：一般地说：在具有互感关系的两个线,【,例,4-1】,判断图,4-9,所示两线圈的同名端。,【例4-1】判断图4-9所示两线圈的同名端。,【,例,4-2】,利用同名端的定义可以判断互感电动势的方向。图,4-10,是已知同名端但不知绕向的两个互感线圈。试判断当,i,1,减小时，在第二个线圈中产生互感电动势,e,2,的方向。（图中的,M,表示两线圈间具有互感关系）,返回,【例4-2】利用同名端的定义可以判断互感电动势的方向。图4-,小结,（,1,）铁磁材料因内部存在磁畴而具有磁特性。,（,2,）均匀磁路段的磁阻,Rm=l/S,。闭合直流磁路的磁通,=NI/Rm=F/Rm,， 常利用该式定性分析直流磁路。,直流磁路没有磁滞损失和涡流损失；,交流磁路存在磁滞损失和涡流损失；,交流铁心线圈外加的正弦交流电压与磁通最大值的关系是,U=4.44fNm,。,（,3,）同名端又叫同极性端,返回,小结 （1）铁磁材料因内部存在磁畴而具有磁特性。返回,习题四,4-1,铁磁材料的磁特性有哪些？它具有磁特性的根源是什么？,4-2,什么是铁磁材料的磁滞现象？,4-3,软磁材料和硬磁材料各自的特点是什么？,4-4,如图,4-11,所示，图,所示磁滞回线所对应的铁磁材料适宜用作交流电气设备的磁路；图,所示磁滞回线所对应的铁磁材料适宜制作永久磁铁。,习题四 4-1铁磁材料的磁特性有哪些？它具有磁特性的根源是什,4-5,将一个空心线圈先后接到直流电源和交流电源上，然后在这个线圈中插入铁 心，再接上述直流电源和交流电源，交流电源电压的有效值和直流电源电压相等，试比较上述四种情况下线圈电流的大小。,4-6,直流磁路仅作如下之一变化，磁通将如何变化：（,1,）励磁线圈外加电压增大；（,2,）线圈匝数增多；（,3,）磁路中心长度增加；（,4,）磁路截面增大；（,5,）在由铁磁材料构成的磁路段上切开一小段变成气隙。,4-7,交流铁心线圈仅作如下之一的变化，对磁通和励磁电流的大小有何影响：（,1,）外加电压减小；（,2,）电源频率减小；（,3,）励磁线圈匝数减小；（,4,）铁心截面增大。,4-8,判断图,4-12,所示两线圈的同名端。,4-9,对图,4-13,所示电路，判断当开关,S,闭合时线圈,的互感电动势,e,2,的方向（标在图中）。,返回,4-5将一个空心线圈先后接到直流电源和交流电源上，然后在这个,1,、不是井里没有水，而是你挖的不够深。不是成功来得慢，而是你努力的不够多。,2,、孤单一人的时间使自己变得优秀，给来的人一个惊喜，也给自己一个好的交代。,3,、命运给你一个比别人低的起点是想告诉你，让你用你的一生去奋斗出一个绝地反击的故事，所以有什么理由不努力,!,4,、心中没有过分的贪求，自然苦就少。口里不说多余的话，自然祸就少。腹内的食物能减少，自然病就少。思绪中没有过分欲，自然忧就少。大悲是无泪的，同样大悟无言。缘来尽量要惜，缘尽就放。人生本来就空，对人家笑笑，对自己笑笑，笑着看天下，看日出日落，花谢花开，岂不自在，哪里来的尘埃,!,5,、心情就像衣服，脏了就拿去洗洗，晒晒，阳光自然就会蔓延开来。阳光那么好，何必自寻烦恼，过好每一个当下，一万个美丽的未来抵不过一个温暖的现在。,6,、无论你正遭遇着什么，你都要从落魄中站起来重振旗鼓，要继续保持热忱，要继续保持微笑，就像从未受伤过一样。,7,、生命的美丽，永远展现在她的进取之中,;,就像大树的美丽，是展现在它负势向上高耸入云的蓬勃生机中,;,像雄鹰的美丽，是展现在它搏风击雨如苍天之魂的翱翔中,;,像江河的美丽，是展现在它波涛汹涌一泻千里的奔流中。,8,、有些事，不可避免地发生，阴晴圆缺皆有规律，我们只能坦然地接受,;,有些事，只要你愿意努力，矢志不渝地付出，就能慢慢改变它的轨迹。,9,、与其埋怨世界，不如改变自己。管好自己的心，做好自己的事，比什么都强。人生无完美，曲折亦风景。别把失去看得过重，放弃是另一种拥有,;,不要经常艳羡他人，人做到了，心悟到了，相信属于你的风景就在下一个拐弯处。,10,、有些事想开了，你就会明白，在世上，你就是你，你痛痛你自己，你累累你自己，就算有人同情你，那又怎样，最后收拾残局的还是要靠你自己。,11,、人生的某些障碍，你是逃不掉的。与其费尽周折绕过去，不如勇敢地攀登，或许这会铸就你人生的高点。,12,、有些压力总是得自己扛过去，说出来就成了充满负能量的抱怨。寻求安慰也无济于事，还徒增了别人的烦恼。,13,、认识到我们的所见所闻都是假象，认识到此生都是虚幻，我们才能真正认识到佛法的真相。钱多了会压死你，你承受得了吗,?,带，带不走，放，放不下。时时刻刻发悲心，饶益众生为他人。,14,、梦想总是跑在我的前面。努力追寻它们，为了那一瞬间的同步，这就是动人的生命奇迹。,15,、懒惰不会让你一下子跌倒，但会在不知不觉中减少你的收获,;,勤奋也不会让你一夜成功，但会在不知不觉中积累你的成果。人生需要挑战，更需要坚持和勤奋,!,16,、人生在世：可以缺钱，但不能缺德,;,可以失言，但不能失信,;,可以倒下，但不能跪下,;,可以求名，但不能盗名,;,可以低落，但不能堕落,;,可以放松，但不能放纵,;,可以虚荣，但不能虚伪,;,可以平凡，但不能平庸,;,可以浪漫，但不能浪荡,;,可以生气，但不能生事。,17,、人生没有笔直路，当你感到迷茫、失落时，找几部这种充满正能量的电影，坐下来静静欣赏，去发现生命中真正重要的东西。,18,、在人生的舞台上，当有人愿意在台下陪你度过无数个没有未来的夜时，你就更想展现精彩绝伦的自己。但愿每个被努力支撑的灵魂能吸引更多的人同行。,1、不是井里没有水，而是你挖的不够深。不是成功来得慢，而是你,