交流铁芯线圈的特点和应用领域

铁芯线圈可以通入直流电来励磁（如电磁铁），产生的磁通是恒定的，在线圆和铁芯中不会应出电动势来，在一定的电压下，线圈中的电流和线圈的电阻有关。

铁芯线圈通入交流电来励磁（变压器、交流电动机及各种交流电器的线圆都是由交流电励磁的）。图3.9是交流铁芯线圈电路，线圈的匝数为N，线圈的电阻为R，当在线圈两端加上交流电压时，磁动势产生的磁通绝大部分通过铁芯而闭合，此外还有很少的一部分磁通经过空气或其他非导磁介质而闭合，这部分磁通称为漏磁通Φs。

设电压、电流和磁通及感应电动势的参考方向如图3.9所示。由基尔霍夫电压定律有

图3.9　交流铁芯线圈电路

或

大多数情况下，线圈的电阻R很小，漏磁通Φs的较小，即

u=-e

根据法拉第电磁感应定律，有

得

由于电源电压与产生的磁通同频变化，设Φ=Φmsinωt，则(www.xing528.com)

电压的有数值为

即当铁芯线圈上加以正弦交流电压时，铁芯线圈中的磁通也是按正弦规律变化，在相位上，电压超前于磁通90°，在数值上，端电压有效值为U=4.44fNΦm。

在交变磁通作用下，铁芯中有能量损耗，称为铁损。铁损主要由以下两部分组成。

（1）涡流损耗。

铁芯中的交变磁通Φ（t）在铁芯中感应出电压，由于铁芯也是导体，便产生一圈圈的电流，称之为涡流。涡流在铁芯内流动时，在所经回路的导体电阻上产生的能量损耗称为涡流损耗。

减少涡流损耗的途径有两种：一是用较薄的硅钢片叠成铁芯；二是提高铁芯材料的电阻率。

（2）磁滞损耗。

铁磁性物质在反复磁化时，磁畴反复变化，磁滞损耗是克服各种阻滞作用而消耗的那部分能量。磁滞损耗的能量转换为热能而使磁性材料发热。

为了减少磁滞损耗，一般交流铁芯采用软磁材料。