第13章 磁路和铁芯线圈.ppt

第13章磁路和铁芯线圈
磁场的主要物理量和基本性质
磁路的基本定律
铁磁物质的磁化过程
非线性恒定磁通磁路的计算

根据电磁场理论,磁场是由电流(运动电荷)产生的。电气设备的磁场一般集中分布在由导磁材料构成的闭合路径内,这样的路径称为磁路。磁路问题实质上是局限在一定范围内的磁场问题。磁路所涉及的一些物理量都来源于磁场,为了分析计算磁路,本节先对磁场的基本物理量及其基本性质作简要复习。
一、磁场中的主要物理量
1. 磁感应强度和磁通
磁感应强度(ic induction)是磁场的基本物理量,它是根据洛仑兹力来定义的,是一个矢量,用符号B来表示。其方向与磁场的方向一致,可以用能够自由转动的小磁针来测定。
放在磁场中某处的小磁针N极所指的方向就是该点磁感应强度的方向;其大小是运动电荷在磁场中受到磁场力的作用,当运动电荷与磁场的方向垂直时,它所受到的磁力最大,记为Fmax。
通常用磁感应强度线来描绘磁场中各点的情况。其方向代表该点磁感应强度的方向,其大小用该点附近磁感应强度线的疏密程度来表示。磁感应强度线是连续的闭合曲线,且任意两根磁感应强度线不可能相交。如果磁场是由电流产生的,电流也是闭合流动的,即磁感应强度线总是与电流线相互钩链的。图13-1画出了3种常见电流产生磁场的情况。
图13-1 3种常见电流的磁场
磁感应强度矢量的通量称为磁通[量](ic flux),是一个标量,用符号Ф来表示。
如果是均匀磁场,磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积S的乘积就叫作通过这块面积的磁通。
磁感应强度也称为磁通密度。
磁通可以形象地用穿过某一面积磁感应强度线的根数来表示。
在国际单位制(SI)中,磁通的单位是韦[伯](Weber),符号为Wb。即磁感应强度为一个特[斯拉]时,通过垂直于磁场方向上一平方米的截面积中磁通量为一个韦[伯]。
2. 磁场强度和磁导率
磁场强度是描述磁场的另一个重要的物理量。
磁场中某点的磁场强度只取决于产生这个磁场的运动电荷(或电流)的分布,而与介质无关。也就是说,在确定的运动电荷(或电流)分布所产生的磁场中,如果分别充满不同的介质,则磁场中同一点的磁场强度H是相同的。而磁感应强度随着介质的不同而不同,不同的程度取决于介质的磁导率μ。
在国际单位制(SI)中,由后面介绍的安培环路定律可知,磁场强度的单位是安/米,符号为A/m。
磁导率(permeability)是反映物质导磁能力或物质被磁化能力的物理量。