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磁路及其重要性:从通电螺线管到永磁体生成磁力线的探讨

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:图6.1.1通电螺线管的磁力线分布图6.1.2永磁体产生磁力线的情况磁路是许多以电磁原理做成的机械器件,如电动机、电器、磁电式仪表等的主要组成部分之一。如果铁环上有一个空隙,如图6.1.3所示,空隙处的磁通量以磁力线表示,磁力线略向外弯曲,这是含有空隙的磁路,可以把磁路看做铁心和空隙两个部分串联组成,称之为串联磁路。

磁路及其重要性:从通电螺线管到永磁体生成磁力线的探讨

在说明什么是磁路之前,首先观察两个现象:第一个现象,在通电螺线管内腔的中部电流产生的磁力线平行于螺线管的轴线,磁力线接近螺线管两端时变成散开的曲线,曲线在螺纹管外部空间相接,如图6.1.1 所示。如果将一根长的铁心插入通电的螺线管中,则磁力线在螺线管两端不再立即发散,而是沿着铁心继续前进。如果把铁心组成一个闭合的回路,则绝大部分磁力线集中在闭路铁心中,泄漏到空间的磁力线很少。不管螺线管中有无铁心,广义地说,磁通量所通过的磁介质的闭合路径称为磁路,这是一个人为造成的闭合路径。

第二个现象是用永磁体作为磁源,也产生上述的现象,如图6.1.2(a)所示为一方形永磁体单独存在时,磁力线分布的情形。如果将永磁体放入一个软磁体回路的间隙中,如图6.1.2(b)所示。同样地,磁力线的大部分通过软磁体和永磁体构成的回路,图中用磁力线表示磁通量的密度。

图6.1.1 通电螺线管的磁力线分布

图6.1.2 永磁体产生磁力线的情况(www.xing528.com)

磁路是许多以电磁原理做成的机械器件,如电动机电器、磁电式仪表等的主要组成部分之一。各种磁路传递着磁能,发挥着应有的机能。大多数磁路含有磁性材料和工作气隙(空隙),完全由磁性材料构成闭合磁路的情况也有不少。凡含有空隙的磁路,一部分磁通量作为有用的磁场,还有一部分磁通量在空隙的附近泄漏在空间,形成漏磁通。

在软铁环上紧密地绕以线圈,如图6.1.3(a)所示,则磁通量都集中在铁环内,这样的铁环构成一个无漏磁的磁路。如果铁环上只有一部分绕以线圈,如图6.1.3(b)所示,由于铁环的磁导率远比空气磁导率大,则绝大部分磁通量仍在铁环内,只有很少的部分泄漏在环外,如图6.1.3(b)的虚线所示,这样的磁路称为有漏磁的磁路。如果铁环上有一个空隙,如图6.1.3(c)所示,空隙处的磁通量以磁力线表示,磁力线略向外弯曲,这是含有空隙的磁路,可以把磁路看做铁心和空隙两个部分串联组成,称之为串联磁路。此外,还有并联的磁路,如图6.1.3(d)所示,本章谈到变压器的磁路就属于这种类型。

图6.1.3 软铁环上通电线圈的磁力线分布情况

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