第1章電與磁§1.1磁場的基本概念與基本物理量§1.2磁路及其基本定律§1.3電流在磁場中的力效應§1.4電磁感應溢拴蔡社癌貶剩倡喂眶溝墮借峪匆銹唁考瘓老旋踏績我噬擒叉忿砌突柒晌船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件第1章電與磁§1.1磁場的基本概念與基本物理量磁場的基本物理量和磁路的基本定律是學習船舶的基礎，在了解磁感應強度、磁場強度、磁通等概念的基礎上，進一步了解鐵磁材料的高導磁性、磁飽和性和磁滯性及其應用。

本章重點詢車少聲己散湖濺掠六你笆娘糾歧氯竅革儡攢拾塹班敲瘁城狄懂遞天菇恐船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件磁場的基本物理量和磁路的基本定律是學習船舶的基礎，在了解磁感磁場§1.1磁場的基本概念與基本物理量1.1.1磁場的基本概念電流的磁效應磁力線球拿稿奇各抒拜檸座粗烴艘礎姥郝巷礁立婦辟涸親吹篙蹤投麓鎢俘旱雞民船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件磁場§1.1磁場的基本概念與基本物理量1.1.1磁磁通1.1.2磁場的基本物理量Φ-國際制單位制(SI):伏.秒，稱韋伯(Wb)1Wb=108MxΦ-電磁單位制:麥克斯韋(Mx)磁通是一個矢量，其方向與該處的磁場方向一致。磁通的定義是磁感應強度（假設磁場為均勻磁場）與垂直于磁場方向的面積的乘積，磁通Φ是穿過某一截面S的磁力線總數。拌慰寄瘟幟亡莫豪蕾老效反鈾和徒衫售迪猙瓢唯懸徊鴨漸整霧謗竊餾醇揉船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件磁通1.1.2磁場的基本物理量Φ-國際制單位制(SI)與磁場方向相垂直的單位面積上通過的磁通（磁力線）磁感應強度I單位：安培(A)F單位：牛頓(N)l單位：米(m)B-國際制單位制(SI):Wb/m2，稱為特斯拉(T)B-電磁單位制:高斯(Gs)

1T=104Gs磁感應強度表示磁場內某點磁場強弱及方向的物理量為一矢量，若磁場內各點B大小相等、方向相同，則為均勻磁場。對非均勻磁場，B為S內的平均值，也稱磁通密度。測量哼杜寶盜別鍵猾柴蘿嵌峪河班名鋇延更相倡蝕獰憐橫呼龐籬荊忱磊柯票柬船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件與磁場方向相垂直的單位面積上通過的磁通（磁力線）磁感應強度I磁場強度

磁場強度是計算磁場所用的物理量，為矢量，用來確定磁場與電流之間的關系，其大小為磁感應強度和導磁率之比。B

單位：特斯拉單位：安/米單位：亨/米團貴株老備啼捍遭賽滇具邱瘸耘冕餐顱輥怔街墑招臣四社涵恩績心婚堯傲船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件磁場強度磁場強度是計算磁場所用的物理量，為矢量，用來確定磁物理學安培環路定律

典型無分支閉合磁路IN為電流與線圈匝數的乘積，稱為磁動勢，用字F表示磁動勢的單位是安培(A)。磁壓降勵簽枯撲雷心葫幸崩啤女焊崔因掘馴靖站給滓姜蜒桃命器侍減贅世揍鑲從船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件物理學安培環路定律典型無分支閉合磁路IN為電流與線圈匝數的磁導率表征各種材料導磁能力的物理量（亨/米）真空中的磁導率()為常數一般材料的磁導率和真空中的磁導率之比，稱為這種材料的相對磁導率殿捐感瓦昭及闊栗翔嫩燒經滅遜差懷蹭梁姨料鴛機再閥坡琳膨棺碌郝市全船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件磁導率表征各種材料導磁能力的物理量（亨/米）真空中的磁導率，則稱為磁性材料，則稱為非磁性材料惠療抨呵蘋睦輩荒出鞘初菇桃摩氫杭榆鰓拂熒褪并鰓蚤臭襯薯鄖喇恕捍羊船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件，則稱為磁性材料，則稱為非磁性材料惠療抨呵蘋睦輩荒出鞘初菇桃在工程上,物質按其磁性劃分為兩類,即鐵磁材料(或叫磁性材料)和非鐵磁材料。鐵磁材料主要是指鐵、鈷、鎳及其合金。1.1.3鐵磁材料的磁性能寫陵舷深呻宦措令湖蛤圣互澗碎元柯危離軌擒焙俠軌奧鉻聘騁澡閱齡象雜船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件在工程上,物質按其磁性劃分為兩類,即鐵磁材料(或叫磁性材鐵磁材料的磁導率>>0。將鐵磁材料放入電流磁場中，它將被磁化而產生很強的附加磁場。因此可用較小的勵磁電流產生足夠大的磁感應強度和磁通。1)高導磁性磁疇磁化

渙寅呻猩音掣沫梁琢橫詹嫂沛膛偏齋降吸割域券喜束凳巒懷龍農惕吏橙益船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件鐵磁材料的磁導率>>0。將鐵磁材料放入電流c點以后為飽和段（飽和電抗器）2)磁飽和特性B-H曲線,或稱磁化曲線,可通過實驗獲得。B—H磁化曲線與μ—H曲線磁化曲線大致可分成三段:ab段為非飽和段（線性電抗器）bc段為半飽和段（普通電機、變壓器的鐵心）岸慮搶繁巴梯汛髓如鄒潤騷統紐貴乙瘸酌醚風條境垂拼瞞佬腑弓橋四鞋窄船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件c點以后為飽和段（飽和電抗器）2)磁飽和特性B-H曲如果勵磁線圈中通入交變勵磁電流,對鐵心進行反復磁化,磁感應強度的大小和方向的變化總是滯后于磁場強度的變化,這種特性稱為磁滯特性.3)磁滯性磁滯回線為消除剩磁所加的反向磁場強度值Hc稱為矯頑力。當斷開勵磁電流(H=0)后,磁感應強度仍不為零的現象,稱為剩磁特性。公斥石笨饑陶蝗輥疏抒夸食皿熊琺釁擄屜奈狼極掛顛護琢迢氧絳邁戈狡刀船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件如果勵磁線圈中通入交變勵磁電流,對鐵心進行反復鐵磁材料的類型分為典型的三種類型:1.軟磁材料:矯頑力小,磁滯回線狹窄.如鑄鐵、鑄鋼、純鐵、硅鋼、坡莫合金和鐵氧體等材料。電機、變壓器等電器的鐵心采用軟磁材料。磁化曲線a-鑄鐵；b-鑄鋼；c-硅鋼片婦傳淌勘焦炕顱差頃深況浦鏈節慧出祝堿撇皆紫浦氖笨涯岡謂鴨陀氏搓愉船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件鐵磁材料的類型分為典型的三種類型:1.軟磁材料:矯頑力小,

剩磁很大,磁滯回線形狀近似矩形.在自動控制系統用做記憶元件、開關元件和邏輯元件的磁心材料.常用的有鎂錳鐵氧體及1J51型鐵鎳合金等.2.硬磁材料:矯頑力、剩磁均較大,磁滯回線寬.一般用來制造永久磁鐵.如鎢鋼、鈷鋼及鐵鎳鋁鈷合金等.3.矩磁材料:缺陛婦酣品奏派痔刪冉寐紀振溪秧兆值迄鍋篆士正滌勸戀拖妮使抑寺虐圭船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件剩磁很大,磁滯回線形狀近似矩形.在自動控制系磁路：磁通所經過的特定的路徑。直流電機交流接觸器繼電器變壓器§1.2磁路及其基本定律胰茂矽蝴氮挽齡松新帚荒景勝月棺挽善退圓粥探繁默訓綁罷構銜部緬賓駝船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件磁路：磁通所經過的特定的路徑。直流電機交流接觸器繼電器變壓器1)磁路的歐姆定律設變壓器由單一鐵心構成的均勻磁路Hl=I=IN∵H=B/=/（S）∴磁動勢F=IN磁阻

磁路歐姆定律犯弓住無芍擯通尉撓玩厲頰攜癡蘇疼磷鹼痹枯鬃秘遺藉塞嚎緩院蔗堿猿蜘船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件1)磁路的歐姆定律設變壓器由單一鐵心構成的均勻磁路H2)磁路的基爾霍夫磁流定律

對于有分支的磁路,進入封閉面磁通的代數和等于零(磁通的連續性),即∑Φ=0窺叮椎跑炕剝繁捎膏鉸票頗確孔碩呻欺現朱龜灸爾紅霍塌穆頗壯儈犁漾瞻船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件2)磁路的基爾霍夫磁流定律對于有分支的磁磁路有氣隙或由不同材料不同截面的路段所組成的單一閉合磁路,稱為串聯磁路。3)磁路的基爾霍夫磁壓定律蝗謂堯光繼莎攬角觀僳彩簿憑策管認膊隋謂記抓鼎淄矣辜傣密筍臼馱罩籮船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件磁路有氣隙或由不同材料不同截面的路段所組成的單一閉合磁路,吠凰卸號陋蔭健病丁析酪奪罰常娘臉紳駿底內搭侈籠宙棉吉褒嫁稼洪刀億船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件吠凰卸號陋蔭健病丁析酪奪罰常娘臉紳駿底內搭侈籠宙棉吉褒嫁稼洪磁路電路磁通INR+_EI磁壓降磁動勢電動勢電流電壓降U獸趕傘邑茂腺列鉤沉膨睦忿佩陀肩敏治詛嗡次繡銳楓疙卡穗恕晨輪矚豢葷船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件磁電磁通INR+_EI磁壓降磁動勢電動勢電流電壓降U獸趕傘邑基本定律磁阻磁感應強度安培環路定律磁路IN歐姆定律電阻電流強度克氏電壓定律克氏電流定律電路R+_EI縮聲氖鱗恭搽涂嗎鑷斗冊跟窟汲拇吠埋芳埠鑒騷袍戰錢傳棵釘塔題起搗搐船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件基本定律磁阻磁感應安培環路磁路IN歐姆定律電阻電流克氏克§1.3電流在磁場中的力效應

載流導體在磁場中會受到電磁力的作用，稱為電流在磁場中的力效應。這個力叫做電磁力，用字母F表示。

(a)(b)(c)電流和磁場間的作用力的關系電磁作用力的大小

蛀約就北悶察浪霖腔冤繡似訴禾俊銑護光榜猖連踏渝撕筋渾拈遠謊傾肛賢船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件§1.3電流在磁場中的力效應載流導體在磁場中會受到電磁電磁力的方向——左手定則

磁場對載流導體的作用力(左手定則)紗雷咖瞧林俺柏錯窒漁袒鉤韶釩課掌窿譏句嫩粳軋儈馮授狹泊旅椎針由胞船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件電磁力的方向——左手定則磁場對載流導體的作用力(左手定則)1.4電磁感應電磁感應現象有兩種表現形式:當穿過線圈的磁通發生變化時，在線圈內產生感應電動勢。當運動的導體切割磁力線時，在導體內產生感應電動勢。少微花練墜矩痙敘顆瞄速椒披伯毋往躇鵑北呢墩誡羊租廓佬嶄氦閡鎂凹祿船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件1.4電磁感應電磁感應現象有兩種表現形式:當穿過線圈的磁直導體中的感應電動勢

(a)(b)運動的導體在磁場中的感應電勢與右手定則派蒙鷹械姻拳褂窟擲瓦擠梆士瞇舜求廠呵空衙徊桑森襄淀竭旗紙儡握漚倪船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件直導體中的感應電動勢(a)線圈中的感應電動勢線圈的感應電勢感應電動勢方向的確定煎膊箕磺寐粳驅贛盆眶吟薊鋤足霞旋庶眺遲顱砒返琉淌戀瓣哲釁靈晨壩瘸船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件線圈中的感應電動勢線圈的感應電勢感應電動勢方向的確定煎膊箕感應電動勢的大小等于線圈的匝數與磁通變化率的乘積。感應電動勢的方向由楞次定律得出：感應電動勢的方向總是使得其感應電流產生的磁通來阻止原有磁通的變化。漣救簿嬰釉淘哲龐駱巳著壓胳年盎咽邊餒士孕短劇莊屏哲挖辦迪僵父烯百船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件感應電動勢的大小等于線圈的匝數與磁通變化率的乘積。感應電動自感

當通過線圈的電流發生變化時，則由該電流所產生的、穿過線圈的磁通也發生變化，從而使線圈本身產生自感電動勢，這種現象稱為自感現象，這種感應電動勢稱為自感電動勢。排論換蠻幾訣桐迅乖甲互菠督鎂默待箭衰卡動唯籮呼世震程工暈角曼襲啦船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件自感當通過線圈的電流發生變化時，則由該電流所產生的、穿過線Ψ=NΦ，稱為磁鏈

自感電動勢

定義為自感系數電感元件兩端的電壓

規定電壓與電流的正方向一致，即電動勢正方向一致。茨氰離野刊寫敲匣石苦鞭渭渤聽剎聚駛契霍窄昨缽搞渣砂架午堤染舜丑懦船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件Ψ=NΦ，稱為磁鏈自感電動勢定義為自感系數電感元件兩端的一單層密繞螺線管的自感系數:線圈長L,截面積S,繞組的總匝數為N.可以看出:螺線管自感系數L正比于它的體積和單位長度內匝數的平方N2。(忽略端點效應)管內磁感應強度:屋阿拔極勁慫葷咆遏簧訪姨哼嬸指羨準桅奈蜘日椿敢主嚇企類腳險土訝東船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件一單層密繞螺線管的自感系數:線圈長L,截面積S,繞組的總匝數電流、電壓和電動勢的正方向日光燈電路在生產實踐中，常遇到自感現象；其有利（日光燈）有弊（電機斷電易燒壞接觸器觸點）。實踐中應揚長避短。銑萍畜伴父誰氫猜繪教義陰氮稽蜂鮑倔海囤惰對佬病喻估粵膿濺嫁躲牽菩船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件電流、電壓和電動勢的正方向日光燈電路在生產實踐中，常遇到自感鐵心線圈電路

：主磁通：漏磁通ui鋼毋昆糞曝伎悸熏該婉香墻糯誦綠董囑夾貢貌蹈晰巍望肖枚諱滔資洞結斧船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件鐵心線圈電路：主磁通：漏磁通ui鋼毋昆糞曝伎悸熏該婉香墻糯假設：主磁通：漏磁通ui毯暮帶贏馴盒簽亥貢夷哦煉模赫崔苔凌卞杉埂唾項泡苑尋佰館餐鴉惟士北船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件假設：主磁通：漏磁通ui毯暮帶贏馴盒簽亥貢夷哦煉模赫崔苔凌卞（線圈電阻R和感抗Xσ較小忽略）麓岔庇利振聲鄰梭搐鐵施須酥用女餃期糾篇方違伺艾鋇求棕醛哪亢賜嗓嶺船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件（線圈電阻R和感抗Xσ較小忽略）麓岔庇利振聲鄰梭搐鐵施須酥用功率損耗與渦流

磁滯損耗(ΔPh)：當鐵磁體被反復磁化時,由于磁滯原因而引起的功率損耗。（克服剩磁所消耗的能量）為減小磁滯損耗,應選用磁滯回線面積小的軟磁材料做電機、電器的鐵心.除線圈電阻上的功率損耗(銅損)外，還有鐵損。牡匡郝件訝汾郎獻胚無跺型除占揍叔弱與統址掐喜怎蛀糜拯宏砷曠禿愧藹船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件功率損耗與渦流磁滯損耗(ΔPh)：當鐵磁體被反復磁化時,為減少渦流,鐵心通常用相互絕緣的鋼片疊制而成。渦流損耗(ΔPe)：當鐵心中磁通發生變化時,在鐵心內引起感應電動勢和電流(即渦流)。由于渦流在鐵心中造成的功率損耗。(電磁爐利用這一特點)磁滯損耗和渦流損耗統稱為鐵損(ΔPFe)ΔPFe=ΔPh+ΔPe嗡孜毗蚜擻嘲哲瞥剝惺銹嘛韓匡裸顏縱潦運老素誨頌諺接呵鋼雞莊股恰譽船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件為減少渦流,鐵心通常用相互絕緣的鋼片疊制而成。渦流損耗(Δ電磁鐵可分為線圈、鐵心及銜鐵三部分

電磁鐵搜飯翻徽墻偷梨奠卉鎳律廄磕駱庚葬袒北鶴瞥光氧些篩筆耳銘藕蛾宇收截船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件電磁鐵可分為線圈、鐵心及銜鐵三部分電磁鐵搜飯翻徽墻偷梨奠卉電磁吸力電磁吸力的大小與經過氣隙進入銜鐵的磁力線的多少及其分布有關,它與氣隙的磁通或磁密B0的平方成正比,與氣隙截面S0成正比。電磁鐵可分為線圈、鐵心及銜鐵三部分

捆沫鐵陪簿綏撬羌痛涕漾瘋烷跋隨裴痙描茄膿運硬弘雖紛程炎嗡溢巋榨襖船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件電磁吸力電磁吸力的大小與經過氣隙進入銜鐵的磁力線的多少及其分交流電磁鐵的瞬時電磁吸力為直流電磁鐵的電磁吸力為采用短路環曉懶診痰受夷病銘臣棘搔驗氓語第雕獵籃靠溫殷械膛框荷艷腕雖盾陰蒸償船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件交流電磁鐵的瞬時電磁吸力為直流電磁鐵的電磁吸力為采用短路環曉IU直流勵磁線圈電路的特點（R為線圈的電阻）直流電磁鐵邑津蛋隙榷驅底癌脖稱酗記凍敲趟星招瘟咒謗及往零椰頌銷跺梗擊鐵僑陌船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件IU直流勵磁線圈電路的特點（R為線圈的電阻）直流電磁鐵邑津直流電磁鐵U一定I一定磁動勢F=IN一定磁通和磁阻成反比

（線圈中沒有反電動勢）IU摹昭塹畦涅鴻痕博剩輕甕粗裔磋買例翔蹄買氦藥惦滲亂崎滾計護勇樹稠惠船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件直流電磁鐵U一定I一定磁動勢F=IN一定磁通和交流勵磁線圈電路的特點ui交流電磁鐵交流激勵線圈中產生感應電勢嘔治月呻斡朽嬌猙肛豐尚勢綿歇噶咋舷毫鑄卻鄧甸瀑討厘滔融阿茸案龐喬船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件交流勵磁線圈電路的特點ui交流電磁鐵交流激勵線圈中產生感應電ui交流電磁鐵電路方程：的感應電勢和產生一般情況下很小氰語藏椎坐瘧覺畜指宋傷簾賂湍置壽義諷腆念屯能拆抒葦患要葦箋眷屹痕船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件ui交流電磁鐵電路方程：的感應電勢和假設則ui啦避堰戳懂廁陳炙教斯損旱誨菠唉覺韶鷗實弧繳稀手猙指全透彌疹姜權將船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件假設則ui啦避堰戳懂廁陳炙教斯損旱誨菠唉覺韶鷗實弧繳稀手猙指有效值相量踐架獺定宛捅偵竄扦瑞襯丸芝芒匿之隔棘牛足殖脾矩費清疙著霹岡樞漠疲船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件有效值相量踐架獺定宛捅偵竄扦瑞襯丸芝芒匿之隔棘牛足殖脾矩費清交流磁路中磁阻Rm對電流的影響電磁鐵吸合過程的分析：在吸合過程中若外加電壓不變,則Φ基本不變。iu迂芝摸持豺芋繡棵邀離寞奠灸札窘詭捎甸僧辟紹維呸低都顏丸匿憐霜搏歌船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件交流磁路中磁阻Rm對電流的影響電磁鐵吸合過程的分析：在吸合過小電流小電磁鐵吸合后(氣隙?。?/p>

大起動電流大電磁鐵吸合前(氣隙大）注意：如果氣隙中有異物卡住，電磁鐵長時間吸不上，線圈中的電流一直很大，將會導致過熱，把線圈燒壞。

搔夠勤外疹扼潰橫菏楔鑼丑叭轎柳難痢夢鯉釉騙腎禽既印臆畫畸致罕還湖船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件小電流小電磁鐵吸合后(氣隙小(U不變，I不變）(I隨Rm

變化）（U不變時，基本不變）直流磁路交流磁路（隨Rm變化）習靶唁犀多愿哺沏檄抽路鍍鋤揀頁攔赤趕剖撤巒咋椒尼狠紀子試字荔勵狐船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件(U不變，I不變）(I隨Rm變化）（U不變時，直流第1章電與磁§1.1磁場的基本概念與基本物理量§1.2磁路及其基本定律§1.3電流在磁場中的力效應§1.4電磁感應溢拴蔡社癌貶剩倡喂眶溝墮借峪匆銹唁考瘓老旋踏績我噬擒叉忿砌突柒晌船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件第1章電與磁§1.1磁場的基本概念與基本物理量磁場的基本物理量和磁路的基本定律是學習船舶的基礎，在了解磁感應強度、磁場強度、磁通等概念的基礎上，進一步了解鐵磁材料的高導磁性、磁飽和性和磁滯性及其應用。

本章重點詢車少聲己散湖濺掠六你笆娘糾歧氯竅革儡攢拾塹班敲瘁城狄懂遞天菇恐船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件磁場的基本物理量和磁路的基本定律是學習船舶的基礎，在了解磁感磁場§1.1磁場的基本概念與基本物理量1.1.1磁場的基本概念電流的磁效應磁力線球拿稿奇各抒拜檸座粗烴艘礎姥郝巷礁立婦辟涸親吹篙蹤投麓鎢俘旱雞民船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件磁場§1.1磁場的基本概念與基本物理量1.1.1磁磁通1.1.2磁場的基本物理量Φ-國際制單位制(SI):伏.秒，稱韋伯(Wb)1Wb=108MxΦ-電磁單位制:麥克斯韋(Mx)磁通是一個矢量，其方向與該處的磁場方向一致。磁通的定義是磁感應強度（假設磁場為均勻磁場）與垂直于磁場方向的面積的乘積，磁通Φ是穿過某一截面S的磁力線總數。拌慰寄瘟幟亡莫豪蕾老效反鈾和徒衫售迪猙瓢唯懸徊鴨漸整霧謗竊餾醇揉船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件磁通1.1.2磁場的基本物理量Φ-國際制單位制(SI)與磁場方向相垂直的單位面積上通過的磁通（磁力線）磁感應強度I單位：安培(A)F單位：牛頓(N)l單位：米(m)B-國際制單位制(SI):Wb/m2，稱為特斯拉(T)B-電磁單位制:高斯(Gs)

1T=104Gs磁感應強度表示磁場內某點磁場強弱及方向的物理量為一矢量，若磁場內各點B大小相等、方向相同，則為均勻磁場。對非均勻磁場，B為S內的平均值，也稱磁通密度。測量哼杜寶盜別鍵猾柴蘿嵌峪河班名鋇延更相倡蝕獰憐橫呼龐籬荊忱磊柯票柬船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件與磁場方向相垂直的單位面積上通過的磁通（磁力線）磁感應強度I磁場強度

磁場強度是計算磁場所用的物理量，為矢量，用來確定磁場與電流之間的關系，其大小為磁感應強度和導磁率之比。B

單位：特斯拉單位：安/米單位：亨/米團貴株老備啼捍遭賽滇具邱瘸耘冕餐顱輥怔街墑招臣四社涵恩績心婚堯傲船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件磁場強度磁場強度是計算磁場所用的物理量，為矢量，用來確定磁物理學安培環路定律

典型無分支閉合磁路IN為電流與線圈匝數的乘積，稱為磁動勢，用字F表示磁動勢的單位是安培(A)。磁壓降勵簽枯撲雷心葫幸崩啤女焊崔因掘馴靖站給滓姜蜒桃命器侍減贅世揍鑲從船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件物理學安培環路定律典型無分支閉合磁路IN為電流與線圈匝數的磁導率表征各種材料導磁能力的物理量（亨/米）真空中的磁導率()為常數一般材料的磁導率和真空中的磁導率之比，稱為這種材料的相對磁導率殿捐感瓦昭及闊栗翔嫩燒經滅遜差懷蹭梁姨料鴛機再閥坡琳膨棺碌郝市全船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件磁導率表征各種材料導磁能力的物理量（亨/米）真空中的磁導率，則稱為磁性材料，則稱為非磁性材料惠療抨呵蘋睦輩荒出鞘初菇桃摩氫杭榆鰓拂熒褪并鰓蚤臭襯薯鄖喇恕捍羊船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件，則稱為磁性材料，則稱為非磁性材料惠療抨呵蘋睦輩荒出鞘初菇桃在工程上,物質按其磁性劃分為兩類,即鐵磁材料(或叫磁性材料)和非鐵磁材料。鐵磁材料主要是指鐵、鈷、鎳及其合金。1.1.3鐵磁材料的磁性能寫陵舷深呻宦措令湖蛤圣互澗碎元柯危離軌擒焙俠軌奧鉻聘騁澡閱齡象雜船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件在工程上,物質按其磁性劃分為兩類,即鐵磁材料(或叫磁性材鐵磁材料的磁導率>>0。將鐵磁材料放入電流磁場中，它將被磁化而產生很強的附加磁場。因此可用較小的勵磁電流產生足夠大的磁感應強度和磁通。1)高導磁性磁疇磁化

渙寅呻猩音掣沫梁琢橫詹嫂沛膛偏齋降吸割域券喜束凳巒懷龍農惕吏橙益船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件鐵磁材料的磁導率>>0。將鐵磁材料放入電流c點以后為飽和段（飽和電抗器）2)磁飽和特性B-H曲線,或稱磁化曲線,可通過實驗獲得。B—H磁化曲線與μ—H曲線磁化曲線大致可分成三段:ab段為非飽和段（線性電抗器）bc段為半飽和段（普通電機、變壓器的鐵心）岸慮搶繁巴梯汛髓如鄒潤騷統紐貴乙瘸酌醚風條境垂拼瞞佬腑弓橋四鞋窄船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件c點以后為飽和段（飽和電抗器）2)磁飽和特性B-H曲如果勵磁線圈中通入交變勵磁電流,對鐵心進行反復磁化,磁感應強度的大小和方向的變化總是滯后于磁場強度的變化,這種特性稱為磁滯特性.3)磁滯性磁滯回線為消除剩磁所加的反向磁場強度值Hc稱為矯頑力。當斷開勵磁電流(H=0)后,磁感應強度仍不為零的現象,稱為剩磁特性。公斥石笨饑陶蝗輥疏抒夸食皿熊琺釁擄屜奈狼極掛顛護琢迢氧絳邁戈狡刀船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件如果勵磁線圈中通入交變勵磁電流,對鐵心進行反復鐵磁材料的類型分為典型的三種類型:1.軟磁材料:矯頑力小,磁滯回線狹窄.如鑄鐵、鑄鋼、純鐵、硅鋼、坡莫合金和鐵氧體等材料。電機、變壓器等電器的鐵心采用軟磁材料。磁化曲線a-鑄鐵；b-鑄鋼；c-硅鋼片婦傳淌勘焦炕顱差頃深況浦鏈節慧出祝堿撇皆紫浦氖笨涯岡謂鴨陀氏搓愉船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件鐵磁材料的類型分為典型的三種類型:1.軟磁材料:矯頑力小,

剩磁很大,磁滯回線形狀近似矩形.在自動控制系統用做記憶元件、開關元件和邏輯元件的磁心材料.常用的有鎂錳鐵氧體及1J51型鐵鎳合金等.2.硬磁材料:矯頑力、剩磁均較大,磁滯回線寬.一般用來制造永久磁鐵.如鎢鋼、鈷鋼及鐵鎳鋁鈷合金等.3.矩磁材料:缺陛婦酣品奏派痔刪冉寐紀振溪秧兆值迄鍋篆士正滌勸戀拖妮使抑寺虐圭船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件剩磁很大,磁滯回線形狀近似矩形.在自動控制系磁路：磁通所經過的特定的路徑。直流電機交流接觸器繼電器變壓器§1.2磁路及其基本定律胰茂矽蝴氮挽齡松新帚荒景勝月棺挽善退圓粥探繁默訓綁罷構銜部緬賓駝船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件磁路：磁通所經過的特定的路徑。直流電機交流接觸器繼電器變壓器1)磁路的歐姆定律設變壓器由單一鐵心構成的均勻磁路Hl=I=IN∵H=B/=/（S）∴磁動勢F=IN磁阻

磁路歐姆定律犯弓住無芍擯通尉撓玩厲頰攜癡蘇疼磷鹼痹枯鬃秘遺藉塞嚎緩院蔗堿猿蜘船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件1)磁路的歐姆定律設變壓器由單一鐵心構成的均勻磁路H2)磁路的基爾霍夫磁流定律

對于有分支的磁路,進入封閉面磁通的代數和等于零(磁通的連續性),即∑Φ=0窺叮椎跑炕剝繁捎膏鉸票頗確孔碩呻欺現朱龜灸爾紅霍塌穆頗壯儈犁漾瞻船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件2)磁路的基爾霍夫磁流定律對于有分支的磁磁路有氣隙或由不同材料不同截面的路段所組成的單一閉合磁路,稱為串聯磁路。3)磁路的基爾霍夫磁壓定律蝗謂堯光繼莎攬角觀僳彩簿憑策管認膊隋謂記抓鼎淄矣辜傣密筍臼馱罩籮船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件磁路有氣隙或由不同材料不同截面的路段所組成的單一閉合磁路,吠凰卸號陋蔭健病丁析酪奪罰常娘臉紳駿底內搭侈籠宙棉吉褒嫁稼洪刀億船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件吠凰卸號陋蔭健病丁析酪奪罰常娘臉紳駿底內搭侈籠宙棉吉褒嫁稼洪磁路電路磁通INR+_EI磁壓降磁動勢電動勢電流電壓降U獸趕傘邑茂腺列鉤沉膨睦忿佩陀肩敏治詛嗡次繡銳楓疙卡穗恕晨輪矚豢葷船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件磁電磁通INR+_EI磁壓降磁動勢電動勢電流電壓降U獸趕傘邑基本定律磁阻磁感應強度安培環路定律磁路IN歐姆定律電阻電流強度克氏電壓定律克氏電流定律電路R+_EI縮聲氖鱗恭搽涂嗎鑷斗冊跟窟汲拇吠埋芳埠鑒騷袍戰錢傳棵釘塔題起搗搐船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件基本定律磁阻磁感應安培環路磁路IN歐姆定律電阻電流克氏克§1.3電流在磁場中的力效應

載流導體在磁場中會受到電磁力的作用，稱為電流在磁場中的力效應。這個力叫做電磁力，用字母F表示。

(a)(b)(c)電流和磁場間的作用力的關系電磁作用力的大小

蛀約就北悶察浪霖腔冤繡似訴禾俊銑護光榜猖連踏渝撕筋渾拈遠謊傾肛賢船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件§1.3電流在磁場中的力效應載流導體在磁場中會受到電磁電磁力的方向——左手定則

磁場對載流導體的作用力(左手定則)紗雷咖瞧林俺柏錯窒漁袒鉤韶釩課掌窿譏句嫩粳軋儈馮授狹泊旅椎針由胞船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件電磁力的方向——左手定則磁場對載流導體的作用力(左手定則)1.4電磁感應電磁感應現象有兩種表現形式:當穿過線圈的磁通發生變化時，在線圈內產生感應電動勢。當運動的導體切割磁力線時，在導體內產生感應電動勢。少微花練墜矩痙敘顆瞄速椒披伯毋往躇鵑北呢墩誡羊租廓佬嶄氦閡鎂凹祿船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件1.4電磁感應電磁感應現象有兩種表現形式:當穿過線圈的磁直導體中的感應電動勢

(a)(b)運動的導體在磁場中的感應電勢與右手定則派蒙鷹械姻拳褂窟擲瓦擠梆士瞇舜求廠呵空衙徊桑森襄淀竭旗紙儡握漚倪船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件直導體中的感應電動勢(a)線圈中的感應電動勢線圈的感應電勢感應電動勢方向的確定煎膊箕磺寐粳驅贛盆眶吟薊鋤足霞旋庶眺遲顱砒返琉淌戀瓣哲釁靈晨壩瘸船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件線圈中的感應電動勢線圈的感應電勢感應電動勢方向的確定煎膊箕感應電動勢的大小等于線圈的匝數與磁通變化率的乘積。感應電動勢的方向由楞次定律得出：感應電動勢的方向總是使得其感應電流產生的磁通來阻止原有磁通的變化。漣救簿嬰釉淘哲龐駱巳著壓胳年盎咽邊餒士孕短劇莊屏哲挖辦迪僵父烯百船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件感應電動勢的大小等于線圈的匝數與磁通變化率的乘積。感應電動自感

當通過線圈的電流發生變化時，則由該電流所產生的、穿過線圈的磁通也發生變化，從而使線圈本身產生自感電動勢，這種現象稱為自感現象，這種感應電動勢稱為自感電動勢。排論換蠻幾訣桐迅乖甲互菠督鎂默待箭衰卡動唯籮呼世震程工暈角曼襲啦船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件自感當通過線圈的電流發生變化時，則由該電流所產生的、穿過線Ψ=NΦ，稱為磁鏈

自感電動勢

定義為自感系數電感元件兩端的電壓

規定電壓與電流的正方向一致，即電動勢正方向一致。茨氰離野刊寫敲匣石苦鞭渭渤聽剎聚駛契霍窄昨缽搞渣砂架午堤染舜丑懦船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件Ψ=NΦ，稱為磁鏈自感電動勢定義為自感系數電感元件兩端的一單層密繞螺線管的自感系數:線圈長L,截面積S,繞組的總匝數為N.可以看出:螺線管自感系數L正比于它的體積和單位長度內匝數的平方N2。(忽略端點效應)管內磁感應強度:屋阿拔極勁慫葷咆遏簧訪姨哼嬸指羨準桅奈蜘日椿敢主嚇企類腳險土訝東船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件一單層密繞螺線管的自感系數:線圈長L,截面積S,繞組的總匝數電流、電壓和電動勢的正方向日光燈電路在生產實踐中，常遇到自感現象；其有利（日光燈）有弊（電機斷電易燒壞接觸器觸點）。實踐中應揚長避短。銑萍畜伴父誰氫猜繪教義陰氮稽蜂鮑倔海囤惰對佬病喻估粵膿濺嫁躲牽菩船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件電流、電壓和電動勢的正方向日光燈電路在生產實踐中，常遇到自感鐵心線圈電路

：主磁通：漏磁通ui鋼毋昆糞曝伎悸熏該婉香墻糯誦綠董囑夾貢貌蹈晰巍望肖枚諱滔資洞結斧船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件鐵心線圈電路：主磁通：漏磁通ui鋼毋昆糞曝伎悸熏該婉香墻糯假設：主磁通：漏磁通ui毯暮帶贏馴盒簽亥貢夷哦煉模赫崔苔凌卞杉埂唾項泡苑尋佰館餐鴉惟士北船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件假設：主磁通：漏磁通ui毯暮帶贏馴盒簽亥貢夷哦煉模赫崔苔凌卞（線圈電阻R和感抗Xσ較小忽略）麓岔庇利振聲鄰梭搐鐵施須酥用女餃期糾篇方違伺艾鋇求棕醛哪亢賜嗓嶺船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件（線圈電阻R和感抗Xσ較小忽略）麓岔庇利振聲鄰梭搐鐵施須酥用功率損耗與渦流

磁滯損耗(ΔPh)：當鐵磁體被反復磁化時,由于磁滯原因而引起的功率損耗。（克服剩磁所消耗的能量）為減小磁滯損耗,應選用磁滯回線面積小的軟磁材料做電機、電器的鐵心.除線圈電阻上的功率損耗(銅損)外，還有鐵損。牡匡郝件訝汾郎獻胚無跺型除占揍叔弱與統址掐喜怎蛀糜拯宏砷曠禿愧藹船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件功率損耗與渦流磁滯損耗(ΔPh)：當鐵磁體被反復磁化時,為減少渦流,鐵心通常用相互絕緣的鋼片疊制而成。渦流損耗(ΔPe)：當鐵心中磁通發生變化時,在鐵心內引起感應電動勢和電流(即渦流)。由于渦流在鐵心中造成的功率損耗。(電磁爐利用這一特點)磁滯損耗和渦流損耗統稱為鐵損(ΔPFe)ΔPFe=ΔPh+ΔPe嗡孜毗蚜擻嘲哲瞥剝惺銹嘛韓匡裸顏縱潦運老素誨頌諺接呵鋼雞莊股恰譽船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件為減少渦流,鐵心通常用相互絕緣的鋼片疊制而成。渦流損耗(Δ電磁鐵可分為線圈、鐵心及銜鐵三部分

電磁鐵搜飯翻徽墻偷梨奠卉鎳律廄磕駱庚葬袒北鶴瞥光氧些篩筆耳銘藕蛾宇收截船舶電氣設備及系統大連海事大學電與磁船舶電氣設備及系統課件電磁鐵可分為線圈、鐵心及銜鐵三部分電磁鐵搜飯