5-5 磁路欧姆定律(课件）- 高二《电工基础》同步教学（劳动版）

§5-5 磁路欧姆定律 1 学习目标 1. 了解磁路的定义。 2. 熟悉磁路欧姆定律，了解其应用。 3. 掌握电磁铁的结构、原理、特点及应用。 2 第一章　电路基础 一、磁路 磁通（磁感线）通过的闭合路径称为磁路。在电气设备中，为了获得较强的磁场，常常需要把磁通集中在某一固定的路径中。形成磁路的最好方法是利用铁磁材料，按照电器的结构要求制成各种形状的铁芯，从而使磁通形成各自所需的闭合路径。如图所示就是几种电气设备中的磁路。 3 磁路 a）变压器铁芯磁路 b）磁电系仪表铁芯磁路 c）电动机铁芯磁路 第一章　电路基础 由于铁磁材料的磁导率远大于空气，所以磁通主要沿铁芯闭合，只有很少部分磁通经过空气或其他材料闭合。把通过铁芯的磁通称为主磁通，铁芯外的磁通称为漏磁通，一般情况下，漏磁通很少，可忽略不计。 磁路按其结构不同，可分为无分支磁路和分支磁路两种。如图所示为无分支磁路，图c所示为分支磁路。 4 第一章　电路基础 二、磁路欧姆定律 在图a所示的口字形铁芯上绕制一个线圈，便形成一个无分支磁路。设励磁线圈的匝数为N，通过的电流为I，铁芯的截面积为S，磁路的平均长度为l，则其磁场强度为： 5 式中，NI是产生磁通的能源，相当于电路中的电动势，因此称为磁通势或磁动势，单位是安。上式表明，磁通势的大小等于线圈的匝数与线圈中电流的乘积。若线圈匝数为定值，则电流增大，磁通势增强。 第一章　电路基础 6 磁路欧姆定律 a）口字形铁芯的示意图 b）等效磁路图 第一章　电路基础 磁路和电路虽然相似，但仍有本质的不同：电路断开时，电流等于零，电动势依然存在；可是磁路不能断开，因为磁感线是始终闭合的。电路和磁路的区别见表。 7 电路和磁路的区别 第一章　电路基础 三、电磁铁 内部带有铁芯，利用通有电流的线圈，使其像磁铁一样具有磁性的装置叫作电磁铁。 1. 电磁铁的结构与原理 电磁铁的形式很多，但基本组成部分相同，一般由励磁线圈、铁芯和衔铁三个主要部分组成，如图所示。励磁线圈由漆包线或纱包线以多层绕制在线圈骨架上，并经绝缘处理后套在铁芯上，有单绕组和多绕组结构。直流电磁铁的铁芯和衔铁一般用整块铸钢、软钢或工程纯铁制成。当励磁线圈通过一定数值的电流时，铁芯就对衔铁产生电磁吸力，线圈断电后，电磁吸力消失，衔铁借助弹簧的作用力返回原来的位置。 8 第一章　电路基础 9 电磁铁的工作原理 第一章　电路基础 电磁铁的励磁线圈通电后为什么能产生吸力呢？这是由于线圈通电后，在它的周围会产生磁场，如果在线圈内放入铁磁材料做成的铁芯，铁芯就会被磁化而产生磁性。对于电磁铁来说，励磁线圈通电后产生的磁通经过铁芯和衔铁形成闭合磁路，使衔铁也被磁化，并产生与铁芯不同的异性磁极，从而产生很强的电磁吸力，如图所示。 10 第一章　电路基础 2. 电磁铁的特点 （1）动作迅速、灵敏，容易控制。 （2）励磁电流通过线圈时呈现磁性，电流中断时，线圈就会失磁。 （3）励磁电流方向改变时，电磁铁的极性也会发生改变，但吸力方向不变。 （4）励磁电流越大，线圈匝数越多，磁性越强，对衔铁的吸力越大。 11 第一章　电路基础 $