關于磁路與鐵芯線圈(電磁鐵)第1頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日9.1鐵磁性物質第2頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日目的與要求掌握鐵磁性物質及其分類第3頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日重點與難點重點:磁化曲線

難點:磁化曲線第4頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日磁化:鐵磁物質會在外加磁場的作用下,產生一個與外磁場同方向的附加磁場,這種現象叫做磁化。圖9.1鐵磁性物質的磁化9.1.1鐵磁性物質的磁化第5頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日磁化曲線:鐵磁性物質的磁感應強度B與外磁場的磁場強度H之間的關系曲線,所以又叫B-H曲線。圖9.2B-H

曲線測量電路9.1.2磁化曲線（一）第6頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日圖9.3起始磁化曲線9.1.2磁化曲線（二）第7頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日(1)OP段

(2)PQ段（3）QR段（4）R點以后9.1.2磁化曲線（三）1.起始磁化曲線第8頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日圖9.4交變磁化(磁滯回線)9.1.2磁化曲線（四）2.磁滯回線第9頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日圖9.5軟磁和硬磁材料的磁滯回線9.1.3鐵磁性物質的分類（一）第10頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日圖9.6幾種常用鐵磁材料的基本磁化曲線9.1.3鐵磁性物質的分類（二）第11頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日教學方法聯系實際講解本節(jié)第12頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日思考題1、鐵磁性物質為什么會有高的導磁性能？

2、制造電喇叭時要用到永久磁鐵，制造變壓器時要用到鐵心，試說明它們在鐵磁性材料時有何不同？

3、什么是基本磁化曲線？什么是起始磁化曲線？

4、鐵磁性材料的μ不是常數，μ的最大值處在起始磁化曲線的哪個部位？第13頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日9.2磁路和磁路定律第14頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日目的與要求掌握磁路基爾霍夫定律，磁路歐姆定律第15頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日重點與難點重點:磁路基爾霍夫定律，磁路歐姆定律

難點:磁路基爾霍夫定律，磁路歐姆定律第16頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日圖9.7直流電機和單相變壓器磁路9.2.1磁路（一）第17頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日圖9.8主磁通、漏磁通和邊緣效應9.2.1磁路（二）第18頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日9.2.2磁路定律（一）1.磁路的基爾霍夫第一定律第19頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日圖9.9磁路示意圖9.2.2磁路定律（二）第20頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日對于如圖9.9所示的ABCDA回路,可以得出9.2.2磁路定律（三）2.磁路的基爾霍夫第二定律第21頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日9.2.3磁路的歐姆定律第22頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日教學方法用比較的方法講解本節(jié)第23頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日思考題1、已知線圈電感L=Ψ/I=NΦ/I，試用磁路歐姆定律證明L=N2μS/l,并說明如果線圈大小、形狀和匝數相同時，有鐵心線圈和無鐵心線圈的電感哪個大？

2、為什么空心線圈的電感是常數，而鐵心線圈的電感不是常數？鐵心線圈在未達到飽和與達到飽和時，哪個電感大？第24頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日9.3簡單直流磁路的計算第25頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日目的與要求掌握恒定磁通磁路的計算第26頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日

重點與難點重點:恒定磁通磁路的計算

難點:恒定磁通磁路的計算第27頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日第一種是先給定磁通,再按照給定的磁通及磁路尺寸、材料求出磁通勢,即已知Φ求NI;另一種是給定NI,求各處磁通,即已知NI

求Φ。本節(jié)只討論第一種情況。

在計算時一般應按下列步驟進行:

(1)按照磁路的材料和截面不同進行分段,把材料和截面相同的算作一段。

(2)根據磁路尺寸計算出各段截面積S和平均長度l。

9.3簡單直流磁路的計算（一）第28頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日圖9.11空氣隙有效面積計算(a)矩形截面；(b)圓形截面9.3簡單直流磁路的計算（二）第29頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日(3)由已知磁通Φ,算出各段磁路的磁感應強度B=Φ/S。(4)根據每一段的磁感應強度求磁場強度,對于鐵磁材料可查基本磁化曲線(如圖9.6所示)。對于空氣隙可用以下公式:9.3簡單直流磁路的計算（三）第30頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日9.3簡單直流磁路的計算（四）(5)根據每一段的磁場強度和平均長度求出H1l1,H2l2……。(6)根據基爾霍夫磁路第二定律,求出所需的磁通勢。第31頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日

已知磁路如圖9.12所示,上段材料為硅鋼片,下段材料是鑄鋼,求在該磁路中獲得磁通Φ=2.0×10-3Wb時,所需要的磁動勢？若線圈的匝數為1000匝,求激磁電流應為多大？解

(1)按照截面和材料不同,將磁路分為三段l1,l2,l3。例9.1（一）第32頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日例9.1（二）(2)按已知磁路尺寸求出:第33頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日圖9.12例9.1圖例9.1（三）第34頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日(3)各段磁感應強度為例9.1（四）第35頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日(4)由圖9.6所示硅鋼片和鑄鋼的基本磁化曲線得空氣中的磁場強度為例9.1（五）第36頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日（5）每段的磁位差為（6）所需的磁通勢為激磁電流為例9.1（六）第37頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日教學方法用比較法第38頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日思考題1、有兩個相同材料的芯子（磁路無氣隙），所繞的線圈匝數相同，通以相同的電流，磁路的平均長度l1=l2

，截面S1﹤S2，試用磁路的基爾霍夫定律分析B1與B2、Φ1與

Φ2的大小。

2、一磁路如圖9.13所示，圖中各段截面積不同，試列出磁通勢和磁位差平衡方程式。

圖9.13思考題2圖第39頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日9.4交流鐵芯線圈及等效電路

第40頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日目的與要求理解交流鐵芯線圈及其等效電路第41頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日重點與難點重點:交流鐵芯線圈及其等效電路

難點:交流鐵芯線圈的等效電路第42頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日圖9.14交流鐵芯線圈各電磁量參考方向9.4.1電壓、電流和磁通（一）1.電壓為正弦量第43頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日

設Φ(t)=Φmsinωt,則有9.4.1電壓、電流和磁通（二）第44頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日圖9.15B-H曲線與Φ-i曲線9.4.1電壓、電流和磁通（三）第45頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日

圖9.16電流i的波形的求法9.4.1電壓、電流和磁通（四）第46頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日圖9.17電壓、電流相量圖9.4.1電壓、電流和磁通（五）第47頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日設線圈電流為

圖9.18i為正弦量時Φ的波形9.4.1電壓、電流和磁通（六）2.電流為正弦量第48頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日鐵芯的磁滯損耗PZ和渦流損耗PW可分別由下式計算:9.4.2磁滯和渦流的影響第49頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日圖9.19考慮磁飽和、磁滯、渦流影響的等效電路9.4.3交流鐵芯線圈的等效電路（一）1.不考慮線圈電阻及漏磁通的情況第50頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日圖9.20圖9.19的相量圖圖9.21串聯等效模型9.4.3交流鐵芯線圈的等效電路（二）第51頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日

將一個匝數N=100的鐵芯線圈接到電壓Us=220V的工頻正弦電源上,測得線圈的電流I=4A,功率P=100W。不計線圈電阻及漏磁通,試求鐵芯線圈的主磁通Φm,串聯電路模型的Z0,并聯電路模型的Y0。例9.2（一）第52頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日例9.2（二）解由Us=4.44fNΦm得第53頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日9.4.3交流鐵芯線圈的等效電路（三）2.考慮線圈電阻及漏磁通第54頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日

在例9.2中,如考慮線圈電阻為1Ω,漏磁電抗Xs=2Ω,試求主磁通產生的感應電動勢E及磁化電流Im。圖9.22交流鐵芯線圈模型(a)矢量圖；(b)并聯模型；(c)串聯模型例9.3（一）第55頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日

解原來不計R、Xs,勵磁阻抗為Z0=6.245+j54.64Ω,按圖9.22(c),計入R=1Ω,Xs=2Ω后的勵磁阻抗為例9.3（二）第56頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日例9.3（三）第57頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日圖9.23交流鐵芯線圈的伏安關系9.4.4伏安特性和等效電感第58頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日教學方法第59頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日思考題（一）

1、將一個空心線圈先接到直流電源和交流電源上，然后在這個線圈在插入鐵心，如果交流電壓和直流電壓相等，分析這種情況下通過線圈的電流和功率的大小，并說明理由。

2、將鐵心線圈接在直流電源上，當發(fā)生下列情況時，鐵心中的電流和磁通有何變化？（1）鐵心截面增大，其它條件不變；（2）線圈匝數增加，線圈電阻及其它條件不變；（3）電源電壓降低，其它條件不變。第60頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日

3、將鐵心線圈接在交流電源上，當發(fā)生上題中所述情況時，鐵心中的電流和磁通又如何變化？

4、為什么變壓器的鐵心要用硅鋼片制成？用整塊鐵行不行？

5、一臺變壓器在修理后，鐵心中出現較大氣隙，這對于鐵心的工作磁通以及空載電流有何影響？思考題（二）第61頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日9.5電磁鐵

第62頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日目的與要求了解交、直流電磁鐵及其區(qū)別第63頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日

重點與難點重點:交、直流電磁鐵及其區(qū)別

難點:交、直流電磁鐵的區(qū)別第64頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日9.5.1直流電磁鐵圖9.24電磁鐵的幾種結構形式(a)馬蹄式；(b)拍合式；(c)螺管式第65頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日

如圖9.25所示的直流電磁鐵,已知線圈匝數為4000匝,鐵芯和銜鐵的材料均為鑄鋼,由于存在漏磁,銜鐵中的磁通只有鐵芯中磁通的90%,如果銜鐵處在圖示位置時鐵芯中的磁感應強度為1.6T,試求線圈中電流和電磁吸力。圖9.25例9.4圖例9.4（一）第66頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日

解查圖9.6,鐵芯中磁感應強度B=1.6T時,磁場強度H1=5300A/m。鐵芯中的磁通氣隙和銜鐵中的磁通不考慮氣隙的邊緣效應時,氣隙和銜鐵中的磁感應強度為例9.4（二）第67頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日查圖9.6銜鐵中的磁場強度為Ｈ２＝3500Ａ/m。氣隙中的磁場強度為線圈電流為電磁鐵的吸力線圈的磁勢例9.4（三）第68頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日交流電磁鐵由交流電勵磁,設氣隙中的磁感應強度為電磁鐵吸力為9.5.2交流電磁鐵（一）第69頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日圖9.26交流電磁鐵吸力變化曲線9.5.2交流電磁鐵（二）第70頁，共76頁，星期日，2025年，2月5日圖9.27有