5.3 磁路与电磁铁、5.4电磁感应（课件）- 高一《电工技术基础与技能》同步教学（机工版·第3版）

电工技术基础与技能 01011 01010101016 9101010100 电工技术基础与技能 第五章 第五章 电磁应用技术 电工技术基础与技能 第五章 5-3磁路 话题引入 为了在较小的励磁电流下能获得较强的磁场，电气设备采用铁磁物质做成各 种形式的铁心，然后将励磁线圈绕在铁心上。由于铁心的导磁性能比周围空气或 其他非磁铁材料的导磁性能好得多，所以通电线圈产生的磁通主要集中通过闭合 的铁心。闭合的铁心我们就称为磁路（非磁铁材料也可以组成磁路）。 >■ 电工技术基础与技能 第五章 5.3.1磁路物理量 图5-18所示为几种电器设备的磁路。图5-18a为单相变压器 的磁路，它由同一种铁磁材料构成；图5-18b为直流电动机 的磁路，图5-18c为继电器的磁路。后两种磁路常由几种不 同的材料构成，而且磁路中还有很短的空气隙。 a b) 图5-18三种常见磁路 a)变压器磁路b)直流电动机磁路c继电器磁路 电工技术基础与技能 第五章 。1.磁通势Em 。 绕组的安匝数（匝数和电流的乘积）是产生磁通的源泉（类 似于电路中的电动势)，我们将其定义为磁通势，用Em表示， 即 Em=IN ·式中，Em的单位为A(或安匝)。 ·2.磁通势与磁场强度的关系 IN H= ·H的单位为AVm(安/米) >■ 电工技术基础与技能 第五章 由上式可知，在一个闭合磁路中，当磁通势一定时，磁路 越短，磁场强度越大，反之越小。因此，为了得到较强的 磁场强度，磁路要尽量短。 ·3.磁阻血 磁阻的大小与磁路的长度成正比，与磁路材料的磁导率及 截面积成反比，磁阻的单位为1H(1/亨)，其表达式为 Rm= uS 要减小磁路的磁阻，就要减少磁路的长度，增加磁路的截 面积和增加磁路材料的磁导率。 电工技术基础与技能 第五章 ·4.磁路物理量应用总结 ·通过以上介绍的磁路物理量，给我们指明了磁路应用的方向 (1)为了在较小的励磁电流下能获得较强的磁场，我们要 采用磁导率高的铁磁材料，铁磁材料的磁导率越高，磁路的 体积越小。现在，导磁材料在不断的发展，磁导率也在不断 的提高。要选用新材料，新技术，以减小设备的体积，降低 消耗。 (2)根据磁通势和磁阻的概念，磁路越短，磁阻越小，在 相同的磁动势作用下，产生的磁通越大。 (3)根据磁阻的表达式，磁路越短、磁路材料的磁导率越 高、磁路的截面积越大，磁阻越小。 电工技术基础与技能 第五章 ·如果磁路是由几种不同的导磁 材料组成，由于它们的磁导率 不同，所产生的磁阻也就不同。 图5-20是带有空气隙的闭合磁 路，磁路中空气隙虽然很小， 但磁阻很大。如图中空气隙只 有1mm,但磁阻却可占到总磁阻 的绝大部分，可见空气隙对磁 路的影响之大。因此在需要低 图5-20有空气隙的磁路 磁阻的磁路中（如变压器的铁 心)应尽量减小空气隙。 电工技术基础与技能 第五章 5.3.2磁屏蔽 在第4章介绍了电场屏蔽，电气设备在工作时，同时也会 产生磁场。如电动机、变压器、输电线路等，都会产生磁 场。为了防止磁场对其它设备的干扰，可以采用磁屏蔽的 方法将易受干扰的部分屏蔽起来。屏蔽原理是采用空腔铁 壳（见图5-21），将被屏蔽的电路置于空腔中。由于铁磁 材料的磁导率μ很大，铁心具有使磁感应线集中到自己内 部的作用，空气中的磁力线沿着铁壳流动，使空腔内的磁 力线为零，这就是磁屏蔽的基本原理。 电工技术基础与技能 第五章 根据这一原理，有的电源变 压器在外层包上一层铁皮，屏蔽 变压器的磁场外漏；有的易感设 备装在用铁皮制作的箱子中，有 空腔 的设备装在铁制的控制柜中；铠 装电缆在外层包上一层铁皮金属 带，一是增加电缆的强度，二是 防止电磁泄漏。 图5-21空腔屏蔽 ■