当前课程知识点：电工技术 > 第11讲 磁路与变压器 > 11.1 磁场的物理量与磁性材料 > 11.1 Video
同学们大家好下面我们学习第十一讲磁路与变压器
在这一讲将向大家介绍 磁场的物理量与磁性材料
安培环路定律和磁路的欧姆定律 交流铁芯线圈
变压器的结构与工作原理 变压器的额定值与特殊变压器
以及用SPICE分析变压器电路
这一讲的内容将由许其清老师为大家讲解
大家好我是来自南京工程学院的许其清
我们首先来介绍知识点11.1
磁场的物理量与磁性材料
我们首先来介绍一下磁路的概念
此路就是局限在一定路径内的磁场
也就是磁通的路径
在变压器电动机等电工设备中
为了得到较强的磁场
通常把线圈绕在由磁性材料制成的铁芯上
那么下面我们就来看几种常见的设备的磁路
这是变压器的磁路这是我们所讲的铁芯
在铁芯上我们来绕上线圈
那么这样以后我们的目的呢
主要是通入不大的电流就可以获得较大的磁场
磁路的特性可以用磁感应强度
磁通 磁场强度等几个物理量表示
下面我们就来介绍一下磁场的基本物理量
我们首先来介绍一下磁感应强度
磁感应强度用字母B来表示
是用来表示磁场中
各点的磁场强弱与方向的这么一个物理量
在国际单位制中它的单位是特斯拉
常用单位高斯 单位之间的转换关系比较特殊
如果某一个磁场当中个点的磁感应强度
它的大小与方向都相同的磁场
我们把这样一个磁场就称为均匀磁场
那么磁感应强度于是产生它的电流方向之间
是符合右手螺旋定则
我们下面来看一下
这是表示一根长直导线
如果电流的方向从下向上
那么我们这时候用右手螺旋定则
就可以这样来判断
用大拇指手指的方向表示电流方向
四指的环绕方向就表示磁场的方向
也就是磁感应强度的方向
我们下面来介绍第二个基本物理量磁通
磁通我们用字母Φ来表示
它是用来表示磁感应强度B
与垂直于磁场方向面积的乘积
我们称为该面积里面的磁通
也就是说Φ=B·S
那么在国际单位制当中它的单位是韦伯
常用单位麦克斯韦
之间的转换关系
那么有上面这个Φ=B·S
我们就知道B磁感应强度等于磁通来除以面积
在这里注意这个面积一定要强调与磁场相垂直
所以说这样以后磁感应强度在数值上
我们就可以看成是与磁场方向垂直的
单位面积里面所通过的磁通
所以我们又把磁感应强度称作磁通密度
我们来介绍第三个基本物理量磁场强度
磁场强度用字母H来表示
是用来计算磁场与电流之间关系
所引入的物理量
它的大小为磁感应强度与磁导率的比值
也就是说H等于B除以μ
磁场强度的单位安每米常用单位安每厘米
我们可以看到磁感应强度
和磁场强度从字面上来看
似乎都是反映磁场强度的这样的物理量
那么要注意的是什么呢
磁场强度它只反映电流对磁场的影响
而磁感应强度还反映出周围介质对磁场的影响
那么这个μ我们就称为磁导率
是一个用来表示物质导磁能力强弱的物理量
真空当中的磁导率用 是一个常数
那么有关物质按导磁能力来分
我们一般分为磁性材料非磁性材料
磁性材料指的是铁 钴 镍以及由它们所组成的合金
非磁性材料的磁导率和真空当中相差不大
比如说我们讲的空气 铜 铝 木头等这些材料
我们一般认为它们的磁导率就等于
而磁性材料的磁导率是远大于非磁性材料
一般为真空当中磁导率的几百到几万倍
下面我们来介绍一下磁性材料的磁性能
磁性材料具有高导磁性 磁饱和性
及磁滞性等磁性能
磁性材料是用来制造电机
变压器等设备中有关铁芯的重要材料
下面我们就来介绍一下高导磁性
高导磁性指的是磁性材料它的磁导率很高
使其具有被强烈磁化的特性
下面我们来看这个螺线管
我们现在在这个螺线管两端
给它通上一个电流从零向上增加的
这么一个电压但是电压的方向保持不变
我们来测试一下这个螺线管内部
有关于磁感应强度与磁场强度之间的关系
那么在我们真正的测试当中
实际上我们就来测试磁通与电流之间的关系
那么我们得出来的磁化曲线是这样一条曲线
在这个图当中是用来表示
有通电电流来产生的外加磁场
来表示磁性材料被磁化所产生的磁化磁场
这个B就是合成磁场
在这里我们可以看到在同样的电流下
如果没有磁性材料那么有关磁感应强度只有
一旦有了磁性材料以后线圈内的磁场变成了
那么我们说磁性材料内部的磁场
是不是能够无限地增加呢
我们说不行因为内部具有磁饱和性
磁饱和性我们在这条磁化曲线当中可以看到
随着外部电流的增加
增加到一定程度以后
内部的磁化磁场已经几乎维持不变
这就是有关磁性材料的磁饱和性
从这个磁化曲线当中
我们可以看到B和H并不是一个线性关系
我们可以看到在这里呢我们把磁感应强度
和磁导率与H之间的关系我们来描述一下
我们将会发现磁性材料的磁导率
实际上在a和b之间将会取得最大值
这也就是我们在工程当中对有关磁性材料
在进行磁化中一般磁化就处在a和b之间
为什么呢
因为a和b之间这时候的磁导率最大
我们一般而言也不把磁化过程放到过了b点
为什么呢如果一旦过了b点以后
磁感应强度略微增加一点外部电流将增加很大
下面我们来介绍一下磁滞性
磁滞性是指磁性材料当中磁感应强度B的变化
永远滞后于磁场强度H变化的这么一个性质
我们现在再次来看这个螺线管
我们现在在螺线管两端
给它加上的是一个交变电压
那么内部将产生交变的磁场
磁性材料在交变磁场中反复磁化
其磁感应强度和磁场强度的关系曲线
将是一条闭合曲线
我们把这样一条曲线称之为磁滞回线
下面我们来看一下这个磁滞回线是什么样
我们让电流从零开始增加
带方向增加到最大值
到最大值以后我们开始让电流减小
当电流减小以后我们会发现当磁场强度H降到零的时候
磁感应强度并不等于零
我们把这时候所具有的磁感应强度
称为剩磁用字母Br来表示
那么我们继续让电压变化一个周期
我们所绘制出来的磁滞回线将会是这样一条曲线
在这条曲线当中
我们把当磁感应强度等于零的时候
所需要的磁场强度的值
称为矫顽磁力用字母Hc表示
那么要注意磁性材料不同其磁滞回线而磁化曲线也是不同的
按照磁性材料的磁滞回线的不同
我们把磁性材料一般分成三大类
第一类我们称为软磁材料
是指具有较小的剩磁和矫顽磁力
迟滞回线较窄
一般用来制造电机变压器等的铁芯
常用的有铸铁 硅钢 坡莫合金等
第二种永磁或者称为硬磁材料
是指具有较大的矫顽磁力 迟滞回线较宽
一般是用来制造永久磁铁
常用的有碳钢和铁镍铝钴合金等
第三种我们称为矩磁材料
是指只要受到较小的外磁场的作用
就能磁化到饱和当外磁场去掉磁性仍然保持
磁滞回线几乎呈矩形
-1.1 电路变量及方向
--作业
-1.2 基尔霍夫定律
--作业
-1.3 电路元件
--作业
-1.4 两种电源的等效互换
--作业
-1.5 支路电流法
--作业
-1.6 节点电位法
--作业
-2.1 叠加定理
--作业
-2.2 等效电源定理之戴维宁定理
--作业
-2.3 等效电源定理之诺顿定理
--作业
-2.4 含受控源电路的分析方法
--作业
-3.1 SPICE电路文件
-第3讲 电路仿真软件SPICE--3.1 SPICE电路文件
-3.2 元件语句
-第3讲 电路仿真软件SPICE--3.2 元件语句
-3.3 直流分析与输出语句
-第3讲 电路仿真软件SPICE--3.3 直流分析与输出语句
-3.4 子电路与模型语句
-3.5 Aim-spice使用方法
-4.1 正弦交流电路的概念
-第4讲 正弦交流电路基础--4.1 正弦交流电路的概念
-4.2 正弦量的相量表示法
-第4讲 正弦交流电路基础--4.2 正弦量的相量表示法
-4.3 纯电阻交流电路
-第4讲 正弦交流电路基础--4.3 纯电阻交流电路
-4.4 纯电感交流电路
-第4讲 正弦交流电路基础--4.4 纯电感交流电路
-4.5 纯电容交流电路
-第4讲 正弦交流电路基础--4.5 纯电容交流电路
-5.1 RLC串联的交流电路
-第5讲 正弦交流电路的分析方法--5.1RLC串联的交流电路
-5.2 交流电路的一般分析方法
-第5讲正弦交流电路的分析方法--5.2交流电路的一般分析方法
-5.3 功率因数的提高
-第5讲 正弦交流电路的分析方法--5.3 功率因数的提高
-5.4正弦信号源与.tran分析语句
-第5讲--5.4正弦信号源与.tran分析语句
-6.1 串联谐振
--作业
-6.2 并联谐振
--作业
-6.3 电路的频率特性
--作业
-6.4 ac交流扫描分析语句及其应用
--作业
-6.5 RLC电路的串联谐振实验
--6.5Video
-7.1 三相交流电源
-第7讲 三相交流电路--7.1 三相交流电源
-7.2 负载星形连接的三相电路分析
-第7讲 三相交流电路--7.2 负载星形连接的三相电路分析
-7.3 负载三角形连接的三相电路分析
-第7讲 三相交流电路--7.3 负载三角形连接的三相电路分析
-7.4 三相电路功率
-第7讲 三相交流电路--7.4 三相电路功率
-7.5 安全用电常识
-7.6 用SPICE分析三相电路
-第7讲 三相交流电路--7.6 用SPICE分析三相电路
-7.7 三相电路实验
--Video
-8.1 非正弦周期交流信号的分解
--作业
-8.2 非正弦周期交流电路的分析计算
--作业
-8.3 有效值和平均功率
--作业
-8.4 用Spice分析非正弦交流电路
--作业
-9.1 换路定理与初始值的确定
--作业
-9.2 过渡过程的经典分析方法
-第9讲 电路的过渡过程之一--9.2 过渡过程的经典分析方法
-9.3过渡过程的三要素分析法
-第9讲 电路的过渡过程之一--9.3过渡过程的三要素分析法
-9.4 过渡过程的叠加分析方法
-第9讲 电路的过渡过程之一--9.4 过渡过程的叠加分析方法
-10.1 微分电路、积分电路与脉冲激励下的RC电路
-第10讲--10.1微分电路、积分电路与脉冲激励下的RC电路
-10.2 含有多个储能元件的一阶电路
-第10讲--10.2含有多个储能元件的一阶电路
-10.4 用Spice分析电路的过渡过程
-第10讲 --10.4 用Spice分析电路的过渡过程
-10.5 RC电路的过渡过程
--Video
-11.1 磁场的物理量与磁性材料
-第11讲 磁路与变压器--11.1 磁场的物理量与磁性材料
-11.2 安培环路定律和磁路的欧姆定律
-第11讲磁路与变压器--11.2安培环路定律和磁路的欧姆定律
-11.3 交流铁芯线圈
-第11讲 磁路与变压器--11.3 交流铁芯线圈
-11.4 变压器的结果与工作原理
-第11讲 磁路与变压器--11.4 变压器的结果与工作原理
-11.5 变压器的额定值及特殊变压器
-第11讲 磁路与变压器--11.5变压器的额定值及特殊变压器
-11.6 用SPICE分析变压器电路
-第11讲 磁路与变压器--11.6用SPICE分析变压器电路
-12.1 Multisim主要窗口组件
-第12讲--12.1 Multisim主要窗口组件
-12.2 电路图的编辑与测试
-第12讲 --12.2电路图的编辑与测试
-12.3 元件库
--12.3
-第12讲 电路仿真软件Multisim--12.3 元件库
-12.4 测试仪表
-第12讲 电路仿真软件Multisim--12.4 测试仪表
-12.5 Multisim的分析功能
-第12讲 --12.5 Multisim的分析功能
-12.6 用Multisim分析电路举例
-13.1 预备知识
-第13讲 电动机--13.1 预备知识
-13.2 异步电动机的转动原理
-第13讲 电动机--13.2 异步电动机的转动原理
-13.3 三相异步电动机的结构和工作原理
--作业
-13.4 三相异步电动机的机械特性
-第13讲 电动机--13.4 三相异步电动机的机械特性
-13.5 三相异步电动机的使用
-第13讲 电动机--13.5 三相异步电动机的使用
-13.6 单相异步电动机简介
-14.1 常用低压电器
-14.2 电动机的启-保-停控制及电机的保护
--作业
-14.3 基本控制环节
--作业
-14.4 综合举例
--Video
-14.5 继电器-接触器控制系统实验
--Video
-15.1 可编程控制器的组成与工作原理
--作业
-15.2 S7-200 PLC程序设计基础
--作业
-15.3 位逻辑指令
--作业
-15.4 定时器指令与计数器指令
--作业
--第十五讲讲义
-16.1 小型PLC控制系统的设计方法
-第16讲--16.1小型PLC控制系统的设计方法
-16.2 顺序功能图
-第16讲 可编程控制器之二--16.2 顺序功能图
-16.3 利用顺序控制继电器（SCR）编写程序
-第16讲--16.3 利用顺序控制继电器（SCR）编写程序
-16.4 Step7-Microwin的窗口组成
-16.5 Step7-Microwin使用举例
-期末考试--电工技术期末考试
