在电磁设备中,为了获得强磁场,把线圈绕在铁心上,当线圈通过电流时,铁心中便产生很强的磁场,且磁通几乎全部集中在铁心中。图3-1变压器和电机的铁心及磁力线示意图。这种由铁磁材料构成的,能使磁通集中通过的路径称为磁路。
磁路的磁通是电流产生的,产生磁通的电流称为励磁电流,励磁电流通过的线圈称为励磁线圈。由于磁路主要由铁芯构成,所以励磁线圈不必均匀地绕在整个磁路上,而只要集中绕在一段磁路上就可以了。
磁路的磁通可分为主磁通和漏磁通两部分,沿铁心所规定的路径闭合的磁通称为主磁通或工作磁通,是电磁能量传递的媒介。穿出铁心沿空气或其他非铁磁物质而闭合的磁通称为漏磁通。一般情况下,漏磁通很小,如变压器的漏磁通只占主磁通的0.1%~0.2%,因此在磁路的分析计算中,可以忽略不计,而只考虑主磁通的作用,这样做误差不大,在工程上是允许的。
图3-1 变压器和电机的磁路
对于一段截面为S,长度为l,磁导率为μ的磁路,磁通为Φ,则该段磁路的磁压为
令式中,称为该磁路的磁阻,单位是H-1(每亨)。(www.xing528.com)
这样,式3-4可写为
式(3-5)与电路的欧姆定律很相似,故称为磁路的欧姆定律。
由于铁磁物质的磁导率μ不是常数,它随励磁电流大小而变化,所以铁磁物质的磁阻是非线性的。
磁路与电路的物理量及基本定律在形式上有相似之处,但实质上是不同的。电路中的电流是带电质点的运动,而磁通并不是质点的运动。电流通过电路有功率损耗,恒定磁通通过磁路不产生功率损耗。电路中有电动势但不一定有电流,磁路中有磁通势则必有磁通。电路中无电动势必无电流,但磁路中无磁通势仍可能有磁通,例如剩磁。表3-1列出了电路与磁路对应的物理量及其关系式。
表3-1 磁路和电路中对应的物理量及其关系式
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