4.7学习磁路定律（课件）-《电工技术基础与技能》同步教学（苏教版）

模块4 磁场 任务一 任务二 任务八 任务四 任务三 任务七 认识磁场 认识自感现象 学习磁路定律 认识电磁感应现象 认识静电屏蔽和磁屏蔽 认识铁磁材料 任务五 任务六 认识互感现象 学习磁场对电流的作用 本模块学习内容 学习目标 任务描述 任务分析 知识链接 任务七 学习磁路定律 磁路欧姆定律 磁路基尔霍夫定律 磁路 任务七学习重点 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 学习目标 ●了解磁路的种类。 ●了解磁路欧姆定律。 ●了解磁路基尔霍夫定律及其应用。 任务七 学习磁路定律 任务描述 ● 很多电工设备中，如变压器、电磁铁等，需要较 强的磁场或较大的磁通。由于铁磁材料的磁导率比非 铁磁材料的磁导率大得多，所以通常都是将铁磁材料 做成闭合或近似闭合的环路，即所谓的铁芯。绕在铁 芯上的线圈通有较小的电流，就能得到很强的磁场， 而且这个磁场几乎全被约束在铁芯构成的环路中，形 成了磁路，如何来理解磁路呢？磁路中的计算方法符 合什么样的规律呢？ 任务七 学习磁路定律 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 任务分析 ● 我们知道，电与磁是相互联系的，在理解磁路的 相关物理量时，可以和电路中的各个物理量做比较。 通过本任务的学习，我们可以了解磁路的种类、磁路 欧姆定律、磁路基尔霍夫定律等相关知识。 任务七 学习磁路定律 知识链接 一、磁路 磁路就是磁通所通过的路径。如图2-47所示为几种常见 电工设备中的磁路。有的磁路完全由闭合的铁芯构成， 如图2-47（c）和（d）；也有的磁路中具有很小的空气 间隙，称为气隙，如图2-47（a）和（b）。磁通的绝大 部分是通过磁路（包括微小的气隙）闭合的，称为主磁 通 。磁通的极少部分穿出铁芯，经过周围非铁磁性材 料（包括空气）闭合，称为漏磁通S。工程实践中，采 取了很多措施来减小漏磁通，所以在磁路的计算中，往 往忽略漏磁通的影响。 任务七 学习磁路定律 知识链接 概括起来，对磁路有以下几点说明： （1）磁路是由铁磁材料组成的闭合路径，在某些情况下， 也含有微小的空气间隙。 （2）磁路中的磁通由通电线圈或永久磁铁产生，磁通基本上沿着磁路闭合。 （3） 磁路分为无分支磁路［如图2-47（a）、（b）、（c）所示］和有分支磁路［如图 2-47 （d）所示］，有分支磁路的分支处称为磁路的节点。 任务七 学习磁路定律 知识链接 （4）无分支磁路中，若磁路由同一种材料组成，而且截 面积处处相等，称为均匀磁路， 否则称为非均匀磁路。 二、磁路欧姆定律 1.磁动势 把通过线圈的电流I和线圈匝数N的乘积称为磁动势，用Fm表示，即 上式中　N——线圈的匝数； I—— 流过线圈的电流，单位为安（A）； Fm——磁动势，单位为安匝（A）。 任务七 学习磁路定律 知识链接 2.磁阻 磁通通过磁路时所受到的阻碍作用称为磁阻，用Rm表 示。其公式为 上式中　——磁场中介质的磁导率，单位为亨 / 米（H/m）； l——磁路的长度，单位为米（m）； S——磁路的横截面积，单位为平方米（m ）； Rm——磁阻，单位为每亨（1/H）。 任务七 学习磁路定律 知识链接 3.磁路欧姆定律 通过磁路的磁通与磁动势成正比，与磁阻成反比，即 上式与电路的欧姆定律相似，故称为磁路欧姆定律。 由于铁磁材料磁导率是非线性的，磁阻Rm不是常数， 所以磁路欧姆定律只能对磁路作定性分析。磁路和电路 中对应的物理量及其关系式如表2-3所示。 任务七 学习磁路定律 知识链接 三、磁路基尔霍夫定律 1.磁路基尔霍夫第一定律 磁路的分支处称为磁路的节点，若忽略漏磁通并选定主磁通1、2、3的参考方向，如图2-48所示，则根 任务七 学习磁路定律 知识链接 据磁通的连续性原理，即穿进任一节点的磁通一定等于穿 出该节点的磁通，可以得到1+ 2- 3=0 即 =0 即汇合于磁路中任一节点的磁通的代数和为零，这就是 磁路基尔霍夫第一定律。 任务七 学习磁路定律 知识链接 2.磁路基尔霍夫第二定律 如图2-49所示，磁路可以分为长度为l1、l2、l3 、l4 和l0 五段。在每一段中，材料相同、截面积相等、通过的磁 通相等，所以每段都为均匀磁路。磁场方向与中心线重 合。假如五段内的磁场强度分别为H1、H2、H3、H4和 H0，它们的参考方向分别与该段中磁通的参考方向一 致，对于由l1 、l2组成的顺时针绕向的闭合回路，可得 H1l1+H2l2=N1I1+N2I2 即