当前课程知识点：电工技术 > 第11讲 磁路与变压器 > 11.3 交流铁芯线圈 > 11.3 Video
下面我们来介绍知识点11.3
交流铁芯线圈
我们首先来看一看交流铁芯线圈的结构
铁芯线圈按工作电源分为
直流铁芯线圈和交流铁芯线圈
我们首先来看一下交流铁芯线圈
这是表示一个铁芯
在铁芯上面我们给它绕上线圈
在线圈上我们继续给它加上一个正弦交流电压
这样之后就要在线圈内部产生
与电压相同频率的电流
有这个电流进一步产生了磁势
我们刚才讲的磁势是磁通产生的原因
所以它就会在铁芯内产生主磁通
以及在周边的空气内产生漏磁通
我们下面来分析一下
这样一个交流铁芯线圈内部它的电磁关系
我们来看一下有电压产生的电流
进一步的产生而磁势
产生了主磁通漏磁通
由于磁通也得交变
根据我们刚刚所说的电磁感应定律
就要在线圈由主磁通产生主感电动势e
应该等于-NdΦ比dt
由漏磁通产生漏感电动势
我们称为铁芯线圈的漏磁电感
下面我们就对线圈回路利用吉尔霍夫电压定律
并考虑到线圈导线的电阻R
我们将会得到外加电压u等于
我们进一步地来分析它的电磁关系
那么我们刚才说
如果电压是正弦交流电压的时候
我们这时候一般把各个物理量
也就是这个里面的各个电压 电流 电动势
都可以视为正弦交流量
我们把正弦交流量进一步的用相量表示
我们进一步地写成这样一个表达式
我们刚才说到主磁通Φ
实际上也是一个正弦交流量
我们假设Φ等于这样的一个表达式
我们分析一下由主磁通产生的
主感电动势e它的值将会怎样
推导出来e的表达式
我们进一步地来写
由主磁通产生的主感电动势的有效值
这个表达式是我们交流铁芯线圈中
一个非常重要的表达式
我们将会在后面变压器的分析中用到这样一个表达式
由于线圈中的电阻和感抗比较小
它们的压降和主磁通所产生的主感电动势E相比
可以忽略不计
由此我们可以得到这样的一个表达式
写成有效值表达式就等于这样的一个表达式
这个表达式表明正弦电压激励的交流铁芯线圈
在线圈匝数和频率一定的情况下
铁芯内的磁通最大值
正比于线圈中所施加的电压的有效值
在电压及磁感应强度一定的时候
如果提高信号频率
则线圈匝数和截面面积均可以减小
所以在电压和磁感应强度相同的情况下
高频铁芯线圈比低频铁芯线圈做的尺寸要小
下面我们来谈一下交流铁芯线圈内部的功率损耗
由于交流铁芯线圈内部的功率损耗多转化为热能
容易引起铁芯线圈发热
所以我们在工程中必须要减小功率损耗
交流铁芯线圈内的功率损耗
分为铜损和铁损
我们下面首先来谈一下铜损
铜损是指线圈电阻R上的有关功率损耗
我们把这样的一个功率损耗成为铜损
下面我们来分析一下铁损
在交流铁芯线圈中
处于交变磁通下的铁芯内的功率损耗我们称为铁损
铁损主要由磁滞损耗和涡流损耗两部分组成
我们下面来分别看一下磁滞损耗和涡流损耗是怎么样产生的
我们首先来说一下瓷质损耗
磁滞损耗是由于铁芯在交变磁场中反复磁化
磁场来回翻转而产生的功率损耗
我们把这种由磁滞产生的功率损耗称为磁滞损耗
我们可以证明单位体积内的磁滞损耗
与磁滞回线的面积
和磁场交变的频率成正比
这样一来之后我们可以得到减小磁滞损耗的措施
由于软磁材料的磁滞回线面积小于硬磁材料
所以软磁材料的磁滞损耗是小于硬磁材料的
这就是为什么
我们在制造电机变压器等电气设备的时候
为了减小磁滞损耗选用软磁材料
如硅钢制造铁芯的原因
我们下面来谈一下涡流损耗
涡流是指交变磁通在铁芯内
产生感应电动势和电流
我们把这样的电流称之为涡流
涡流式垂直于磁通的平面内的环流
如这个图所示
有涡流产生的功率损耗我们就称为涡流损耗
那么我们用什么方法来减小涡流损耗呢
我们常用的方法就是把一块完整的铁芯
把它分成相互之间绝缘的铁芯来进行叠成
这样一来就可以把涡流限制在较小的截面内
另外在钢中我们掺入少量的硅提高铁芯的电阻率
这也是减少涡流损耗的一种方法
所以说铁芯类的功率损耗的有功功率的计算
我们可以得到有功功率等于UI乘以cosΦ
也就等于铜损加上铁损
下面我们来比较一下直流铁芯线圈
直流铁芯线圈就是在线圈上
我们给它加上直流电压
我们来看一下它内部的电磁关系
有直流的电压得到直流的电流
进一步得到直流的磁势
有直流的磁势同样在铁芯和空气内
产生主磁通和漏磁通
但是这个主磁通和漏磁通也是直流的
所以它就不会在铁芯内产生感生电动势
那么这样来以后我们对铁芯线圈
利用吉尔霍夫电压定律
将会得到电压U等于IR
也就是说外部的电源电压完全是施加在线圈电阻上的
这个和我们刚刚所讲的交流铁芯线圈
是完全不一样的
交流铁芯线圈上的外加电压
是和主磁通产生的主感电动势相平衡
下面我们来谈一下直流铁芯线圈的功率损耗
由于直流铁芯线圈内部的磁场
大小和方向是不变的
首先内部没有磁滞损耗
同时也没有涡流损耗
也就是说在直流铁芯线圈内部
实际上是没有铁损的只有铜损
所以说在工程当中直流铁芯线圈的铁芯
我们一般采用整块的铸铁来构成
它的功率损耗就等于铜损
-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
