磁路基础知识
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《电工基础》教案课题:项目四第一讲磁路的基本知识教学目的:1、理解磁路中磁势磁阻的概念以及磁路的欧姆定律。
2、全电流定律及其应用。
教学重点:磁路中的欧姆定律和全电流定律的应用教学难点:磁势和磁阻的概念教学方法:启发式综合教学法教学课时:4课时教学过程时间分配新课讲授:导入:磁路系统广泛应用在电器设备之中,如变压器、电机、继电器等。
并且在电机和某些电器的磁路中,一般还需要一段空气隙,或者说空气隙也是磁路的组成部分。
图1—1是电机电器的几种常用磁路结构。
图(a)是普通变压器的磁路,它全部由铁磁材料组成;图(b)是电磁继电器磁路,它除了铁磁材料外,还有一段空气隙。
图(c)表示电机的磁路,也是由铁磁材料和空气隙组成;图(b)是无分支的串联磁路,空气隙段和铁磁材料串联组成;图(a)是有分支的并联磁路。
图中实(或虚)线表示磁通的路径。
(a) (b) (c)图1—1 几种常用电器的典型磁路(a) 普通变压器铁芯; (b) 电磁继电器常用铁芯; (c) 电机磁路1、磁感应强度(磁通密度)B描述磁场强弱及方向的物理量称为磁感应强度B。
为了形象地描绘磁场,往往采用磁感应线,常称为磁力线,磁力线是无头无尾的闭合曲线。
图1—3中画出了直线电流及螺线管电流产生的磁力线。
(a) (b)图1—3 电流磁场中的磁力线150’(a) 直线电流; (b) 螺线管电流磁力线的方向与产生它的电流方向满足右手螺旋关系,如图1—3(a)所示。
在国际单位制中,磁感应强度B 的单位为特(特斯拉),单位符号为T ,即211/T Wb m = (韦伯/米2)。
2、磁通Φ穿过某一截面S 的磁感应强度B 的通量,即穿过截面S 的磁力线根数称为磁感应通量,简称磁通。
用Φ表示。
即⎰⋅=ΦsdS B (1—1)图1—4 均匀磁场中的磁通在均匀磁场中,如果截面S 与B 垂直,如图1—4所示,则上式变为BS Φ= 或 B SΦ= (1—2) 式中,B 为磁通密度,简称磁密,S 为面积。
磁路基础知识梳理磁路是指在磁场中传递磁能的路径。
了解磁路的基础知识对于深入理解电磁现象和电磁设备的原理和工作方式具有重要意义。
本文将对磁路的基础知识进行梳理,包括磁场、磁感应强度、磁路的元件以及应用。
1. 磁场磁场是指周围空间中存在磁力的区域。
根据安培定律,电流通过导线时会产生磁场,而磁场会对通过其内部的导线产生力。
磁场有方向和大小之分,可以用磁感应强度来描述。
2. 磁感应强度磁感应强度(B)是指单位面积上垂直于磁场方向的磁通量。
磁感应强度的单位是特斯拉(T)。
根据法拉第电磁感应定律,当磁通量改变时,会在导体中产生感应电动势。
磁感应强度与产生磁场的电流成正比,与距离成反比。
对于长直导线,可以用安培定律来计算磁感应强度。
而对于螺线管等复杂形状的导体,需要使用比奥-萨伐尔定律进行计算。
3. 磁路的元件磁路的元件包括磁铁、螺线管、磁芯等。
磁铁是产生磁场的设备,常见的磁铁有永磁体和电磁铁。
永磁体由自然磁体或人工磁体制成,具有恒定的磁场。
电磁铁是通过通电产生磁场的设备。
螺线管通常由绕在绝缘芯上的导线制成,当电流通过导线时会产生磁场。
螺线管常用于电磁感应、电磁制动等应用中。
磁芯是用来引导和集中磁场的材料,常见的材料有铁、钴、镍等。
磁芯的使用可以增强磁场,并提高磁路的效率。
4. 磁路的应用磁路的应用广泛,包括电动机、发电机、传感器等。
电动机利用磁场产生的电动力来转动,将电能转化为机械能。
发电机则相反,利用机械能转动产生电能。
传感器通过感应磁场的变化来测量物理量,如温度、压力、流量等。
另外,磁路在磁存储器中也有重要应用。
硬盘驱动器和磁带机利用磁场记录和读取信息。
通过改变磁场的方向,可以表示“0”和“1”,实现数据的存储和读取。
总结:磁路是电磁学的重要概念,它涉及磁场、磁感应强度、磁路元件以及应用等内容。
磁路的理论和应用在电磁设备和电子技术领域具有重要作用。
通过对磁路的基础知识进行梳理,有助于我们更好地理解和应用磁场的原理和特性。
继电器基础技术知识继电器直流电磁铁的吸力特性、反力特性及其配合:1,继电器的反力特性曲线:继电器的反力特性曲线又称为机械特性曲线,继电器的衔铁在运动过程中所克服的机械反力(簧片对衔铁的反作用力)随工作气隙(则衔铁与铁心的间隙)的减少而增大,但它们的函数关系随动程而突变,这种函数关系F =f (δ)的曲线就是反力特性曲线。
典型的反力特性曲线如下:(带复原簧、转换型触点组)1)衔铁在释放位置上所受的反力是复原簧的初始力,对应间隙δa 1。
2)从a 1动作到b 1为自由动程段,仅需克服复原簧反力,ab 段为自由动程段,反力由Fa 变大到F b 。
3)从b 1点开始推杆与动簧片接触一直到c 1点是克服动触点对静触点的压力和复原簧反力之和,在c 1点动静触点开始分离。
4)c 1到d 1段与触点间隙相对应,所受力为动簧的弯曲反力和复原簧反力之和,在d 1点动触点与动合触点组的静触点相接触。
5)从d 1到e 1段与触点超行程相对应 ,反力为动簧、静簧、复原簧反力之和。
继电器的反力包括触点组反力及复原簧反力,反力计算由于多数触点组接触形式为弹性接触,一般利用弹性梁弯曲理论及作用力互不相关叠加原理进行设计计算,同时在弹性限度内、反力与簧片挠度是线性关系,因此可以利用相关的经典公式、计算出在几个特定挠度的反力(反力特性曲线中a -e 几个点)就可得出整个反力特性曲线。
0 1111 吸力、反力特性曲线图2,吸力特性曲线吸合过程的电磁吸力不是固定不变的,吸力特性是非线性曲线,安匝值不变时、吸力随工作气隙的减小而增大,吸力与间隙的关系曲线称吸力特性曲线。
由于磁性材料特性所表现的磁化曲线(也称B-H曲线、则磁感应强度与磁场强度的关系曲线)是非线性的,故吸力特性曲线F=Φ(δ)也是复杂的函数关系。
因此吸力特性的计算很复杂,不能用单纯的公式来计算,人工计算一般利用磁化曲线结合磁路计算公式、采用逐步渐近法来计算,而且计算结果的误差较大,工作量也很大。