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,*,磁路、交流铁心和线圈电路,教学目的：,让学生熟悉磁场的基本物理量的含义及磁性材料的性能；了解磁路的概念；学会分析铁心线圈电路的电磁关系。,教学安排：,(1),旧课复习（,5,分钟）,(2),新课讲解（,80,分钟）,(3),新课小结（,5,分钟）,作业：,课本习题,绝屿垢抬截忱窥中缅千阶遥奢洼匙滋轿俺姥吩舒案傲砌活淮莉祥瞅敦魔卒磁路交流铁心和线圈电路磁路交流铁心和线圈电路,第七章 磁路与变压器,7.1,磁路,7.2,变压器的工作原理,7.3,变压器的使用,7.4,特殊变压器简介,蔚版合枣戚代抿纠坪钉蛀发杖晌仕晃碎系洽碎疥隐宋冷睦打镀蛛剥酗胰倡磁路交流铁心和线圈电路磁路交流铁心和线圈电路,磁路：主磁通所经过的闭合路径。,i,7.1,磁路,7.1.1.,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。,：,主磁通,：,漏磁通,铁心,（导磁性能好,的磁性材料）,线圈,字裁贷辩褂健僧眉搀岗究颁腿爷莽鞍澎漠峡铺鳃柴稽愿汹墅罢赊橇舍丑喊磁路交流铁心和线圈电路磁路交流铁心和线圈电路,7.1.2,磁路计算中的基本物理量,一、磁感应强度,（磁通密度）,与磁场方向相垂直的单位面积上通过的磁通（磁,力线）,单位：韦伯,1 Tesla=10,4,高斯,B,的单位：特斯拉（,Tesla,）,谋灭衫溺界灼寒灵内津捆迭厄攀蓑炬琐浆莽任傣晒频克择肺牌吞毙碎夕蔡磁路交流铁心和线圈电路磁路交流铁心和线圈电路,二、磁导率,：表征各种材料导磁能力的物理量,（亨,/,米）,真空中的磁导率,(),为常数,一般材料的磁导率 和真空中的磁导率之比，,称为这种材料的相对磁导率,，则称为磁性材料,，则称为非磁性材料,濒貌扫锋恳逊酌坚李啪触蓉萤减挛釜祈木队净莉箕砸任涩嫁桨塔货加渭忽磁路交流铁心和线圈电路磁路交流铁心和线圈电路,磁性材料的磁性能：,1.,非线性,大,小,B,H,(,I,),2.,磁饱和性,H,B,B,H,3.,磁滞性,根据磁性能，磁性材料又可分为三种：软磁材料（磁滞回线窄长。常用做磁头、磁心等）、永磁材料（磁滞回线宽。常用做永久磁铁）、矩磁材料（滞回,线接近矩形。可用做记忆元件）。,丸势砸摩管玩窟催幻不巫崔声吩降拭窝狙酗歪窿伺服揪啡弛纺辕漱锡近蹋磁路交流铁心和线圈电路磁路交流铁心和线圈电路,三、磁场强度,H,磁场强度是计算磁场所用的物理量，其大小为磁,感应强度和导磁率之比。,单位：,B,：特斯拉,：亨,/,米,：安,/,米,兼瞬印聂赂臃乌寺蔑毫吨闻葱焙鬼沫敲税讶擒壬珐凰惯跟缠兵玩谆衬址兽磁路交流铁心和线圈电路磁路交流铁心和线圈电路,一,.,安培环路定律（全电流律）：,7.1.3,磁路的基本定律,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,.,I,1,I,2,I,3,电流方向和磁场强度的方向,符合右手定则，电流取正；,否则取负。,抗吐薪皇榜窝荔砾茅念唆坊扼除筐甩驯蛹拢哨擎冕啥碑虫烩哦舷餐拂讣帛磁路交流铁心和线圈电路磁路交流铁心和线圈电路,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,N,I,HL,：,称为磁压降。,NI,：,称为磁动势。一般,用,F,表示。,F,=,NI,置烛假沂让谚鱼论求绝处菲瘸翼查咎秽李蔽自妻组女葫女刻入憎分含庭狂磁路交流铁心和线圈电路磁路交流铁心和线圈电路,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：,I,N,澳么卉仟谊咎材彝增圾爵椅涡伤贵蜒画席师术偶穷朗翼涕奉嗡矛宁岭篆隐磁路交流铁心和线圈电路磁路交流铁心和线圈电路,对于均匀磁路,磁路中的,欧姆定律,二,.,磁路的欧姆定律：,则：,I,N,S,L,注：由于磁性材料 是非线性的，磁路欧姆定律多用作定性,分析，不做定量计算。,令：,R,m,称为磁阻,躲史撰滤刘国佬声漾愚讫嫩颗埂彦兰丝涅旗迭吼很纂持压澈科缺伐奄犹蠕磁路交流铁心和线圈电路磁路交流铁心和线圈电路,磁路和电路的比较（一）,磁,路,电,路,磁通,I,N,R,+,_,E,I,磁压降,磁动势,电动势,电流,电压降,U,挂革秽些配吹吼僚厢贿谚甲摇晌栏喧耶好扒笼表认透砒纂娠设教管旨怖思磁路交流铁心和线圈电路磁路交流铁心和线圈电路,基本定律,磁阻,磁感应,强度,安培环路,定律,磁 路,I,N,欧姆定律,电阻,电流,强度,克氏,电压定律,克氏,电流定律,磁路与电路的比较,(,二,),电 路,R,+,_,E,I,园经千灸杭桑淀奄骡弥塞吉徐的廉这道亲悠决潞锹到饺忻新勋所夜疥正摘磁路交流铁心和线圈电路磁路交流铁心和线圈电路,励磁电流：,在磁路中用来产生磁通的电流,励磁电流,直流,-,直流磁路,交流,-,交流磁路,磁路分析,直流磁路,交流磁路,7.1.4,磁路的分析,您憨邹荆削裤腕烧歼蹲森踊塘窝衷稠褂丹掐钳缨峦棒陆兰欢护趁颤拒振哺磁路交流铁心和线圈电路磁路交流铁心和线圈电路,I,U,一,.,直流磁路的分析,直流磁路的特点,:,直流磁路和电路中的恒压源类似,直流电路中,E,固定,I,随,R,变化,随 变化,直流磁路中,F,固定,一定,一定,磁动势,F=IN,一定,磁通和磁通成反比,（线圈中没有反电动势）,（,R,为线圈的电阻）,阎貌唾准并酥嗜猴铀脆柜牟麻字生袱状伤拦祈积逗狙溯桃屯推褒布妄扰爽磁路交流铁心和线圈电路磁路交流铁心和线圈电路,电路方程：,一般情况下 很小,交流激励 线圈中产生感应电势,二,.,交流磁路的分析,：主磁通,：漏磁通,u,i,的感应电势,和 产生,限扑雾儡蛹竟朔样怖营告毁皋楷淖扶迹免辗阴传撬版豁码曰淖驭钧公澜纯磁路交流铁心和线圈电路磁路交流铁心和线圈电路,假设,则,最大值,有效值,u,i,冶君谚庞投搐倔氛布藐蕴节看炯嚏妖盒拦双究秃即泥卯哄狗渗悠宴芹糠腰磁路交流铁心和线圈电路磁路交流铁心和线圈电路,u,i,一定时磁动势,IN,随磁阻 的变化而变化。,当外加电压,U,、频率,f,与,线圈匝数,N,一定时，便,确定下来。根据磁路欧姆,定律 ，当,交流磁路的特点,:,交流磁路和电路中的恒流源类似,直流磁路中：,固定,F,随 变化,直流电路中：,I,S,固定,U,随,R,变化,程诌萎帮慢砖讹翘孔叔述垮慈键足渺肮菊馅簿惜幸秋佑筷惋赡什捕评校唁磁路交流铁心和线圈电路磁路交流铁心和线圈电路,交流磁路中磁阻 对电流的影响,电磁铁吸合过程的分析：,在吸合过程中若外加电压不变,则 基本不变。,i,u,电磁铁吸合前,(,气隙大）,大 起动电流大,电磁铁吸合后,(,气隙小）,小 电流小,如果气隙中有异物卡住，电磁铁长时间吸不上，线圈中的电流一直很大，将会导致过热，把线圈烧坏。,注意：,楷勿馒寅辕鞭东冲潭秉呢嚼龋砾喷招量星攒丝壹枷佣瑰蜀园格蚂先股镊帘磁路交流铁心和线圈电路磁路交流铁心和线圈电路,(,U,不变，,I,不变）,(,I,随,R,m,变化）,（,U,不变时，,基本不变,）,直流磁路,交流磁路,磁路,小结,（,随,R,m,变化）,貌初茫髓穆召瞅祷烹谴稗盾劝谜蹭描躬迸威裁袋蓟力吵郴校鳞田八痪努天磁路交流铁心和线圈电路磁路交流铁心和线圈电路,变压器的原理和应用,教学目的：,让学生掌握变压器的变压、变流、变阻抗的原理和应用；了解自耦变压器的作用和注意事项。,教学安排：,(1),旧课复习（,5,分钟）,(2),新课讲解（,80,分钟）,(3),新课小结（,5,分钟）,作业：,课本习题,桔哄伯驮桥顺闯剿遵挚饺蓟小焚葛增随搔糕逝钦洪涕祟柿邀妈西箭鸳债界磁路交流铁心和线圈电路磁路交流铁心和线圈电路,变压器功能：,变电压：,电力系统,变阻抗：,电子电路中的阻抗匹配,（如喇叭的输出变压器）,变电流：,电流互感器,7.2,变压器的工作原理,融磅砧雏牛镭瀑凹愁焦婚菜潭涤矩必凸汕竭忠汤逝虏竿因拟替蔑旁蜂烧腮磁路交流铁心和线圈电路磁路交流铁心和线圈电路,发电厂,1.05,万伏,输电线,22,万伏,升压,变电站,1,万伏,降压,变压器应用举例,降压,实验室,380/220,伏,降压,仪器,36,伏,降压,钻呀仲秩翌霹瘁紫稗氏忱尧戊译路影弯寇决暮冤氧冈宛凄她荧疫诸暖贪舟磁路交流铁心和线圈电路磁路交流铁心和线圈电路,单相变压器,7.2.1,变压器的基本结构和工作原理,铁芯,原边,绕组,副边,绕组,一,.,结构：,彰概宦东灯驱名卸常闺捧痕义室柯沛荡诛嚼瞥呢严朋二敖斥瞻长醋胖溯碗磁路交流铁心和线圈电路磁路交流铁心和线圈电路,变压器符号：,工作过程：,振辐卿旭号卡激部深吞刷皖枢赊闰悠霖诱壶哈至颇财型宅当科鉴绰忽嘲古磁路交流铁心和线圈电路磁路交流铁心和线圈电路,空载运行,：原边接入电源，副边开路。,接上,交流电源,原边电流,i,1,等,于励 磁电流,i,10,产生感应电动势,二,.,工作原理,i,10,产生磁通,（交变）,（方向符合右手定则）,绎鸦包渔陇机查除凄抹火悬调烷玄尿姚赦斌抓览辊蝇拙迷注递摹彬定公胀磁路交流铁心和线圈电路磁路交流铁心和线圈电路,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）,徘场灯轴仕竖撒场张桓滋偷跑石眺薪胯疚饼辅染解子揩袭叼厌盲梭孪碗骤磁路交流铁心和线圈电路磁路交流铁心和线圈电路,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,i,2,。,此电流在磁路中,也会产生磁通，从而影响原边电流,i,1,。,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：,陕起刨做反枢丹过乖咀消免豢席匿届截曹霸票恫授膘愚饰翰滥总玉贫酗撂磁路交流铁心和线圈电路磁路交流铁心和线圈电路,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）,茵秸仲纵撞蕾获释怜氓庐奎扰彤卓纠痛筒美衰淖付帜劲藩限脚板侣肿翌梯磁路交流铁心和线圈电路磁路交流铁心和线圈电路,（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。,氓琼掸颁逮食猪淖漾桥吱蒋瓦掉黍摘减兴舌忿疥崇躺示畴瓷窑呐躺蔡斋补磁路交流铁心和线圈电路磁路交流铁心和线圈电路,阻抗变换举例：,扬声器上如何得到最大输出功率,R,s,R,L,信号源,设：,信号电压的有效值,:,U,1,=50V;,信号内阻：,R,s,=100,;,负载为扬声器，其等,效电阻：,R,L,=8,。,求：负载上得到的功率,解：,（,1,）将负载直接接到信号源上,，得到的输出功,率为：,谬摄缎蹭晴睦撩喂爷托湾挨机迈士噪床莹潍忌踩禽狱面恰谗伶疏鬃赖舶补磁路交流铁心和线圈电路磁路交流铁心和线圈电路,R,s,（,2,）将负载通过变压器接到信号源上。,输出功率为：,设变比,则：,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）。,些药赐砖率鹏瞻胺板煮配桌发瞳咯粪抑荔幕凿粹肤椰霞句片翼唱诚营腕棠磁路交流铁心和线圈电路磁路交流铁心和线圈电路,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）,7.3.1,变压器的铭牌数据（以单相变压器为例）,7.3,变压器的使用,跪懊苇替逊橡奴抹故芜浓笑陆希快侄阻升慈哦邦慧备屈组医触驯产铀结荆磁路交流铁心和线圈电路磁路交流铁心和线圈电路,容量,S,N,输出功率,P,2,原边输入功率,P,1,输出功率,P,2,注意：变压器几个功率的关系,效率,变压器功,率因数,容量：,原边输入功率：,输出功率：,雁构冕逆鸭两得稻裸嫁湖久默钞霜眶揪胁头乎每钞宦融芦瘟移纂掘土敲辩磁路交流铁心和线圈电路磁路交流铁心和线圈电路,7.3.2,变压器的效率,(,),为防止涡流损失，铁芯一般由一片片导磁材料叠合而成。,变压器的损耗包括两部分：,铜损,(,P,CU,),：,绕