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第四章磁路與變壓器
1.磁場的基本物理量（見表1）
表磁場的基本物理量
2.磁性材料及其效能
（1）磁性材料鐵、鎳、鈷及其合金；磁性材料分為：
軟磁材料（小，迴線面積小，用於交流電機和變壓器等）；
硬磁材料（大，迴線面積也大，用作永久磁鐵）；
矩磁材料（大，小，迴線面積小，用作計算機和控制系統中的記憶元件、開關元件等）
表2磁性材料及其效能
（2）磁化曲線：磁化過程中b和h的關係曲線（圖1所示）。
圖1磁化曲線圖2磁滯迴線
① 非磁性物質的磁化曲線，是一條直線。
② 磁性物質的磁化曲線；
③ 附加磁場曲線；
④ 磁導率的變化曲線。
（3）磁滯性：當線圈中通交流電時，對於磁性材料的鐵心就被交變磁場反覆磁化，在乙個週期內b—h曲線形成閉合迴線，稱為磁滯迴線。如圖7-1-2所示。
工程上所用的磁化曲線稱為平均磁化曲線，它是由不同大小的交變電流形成的磁滯迴線的頂點（）所連成的曲線。圖3中示出了幾種磁性材料的磁化曲線。
圖3 幾種磁性材料磁化曲線
a－鑄鐵 b－鑄鋼 c－矽鋼片
3.磁路及其基本定律
（1）磁路：由於磁性物質具有高導磁性，可用來構成磁力線的集中通路，稱為磁路。
（2）磁路歐姆定律：根據可得
磁路歐姆定律
其中磁阻
——磁通勢
為磁路平均長度，為磁路截面積。
（3）磁路的計算：
圖4分段均勻磁路
對圖4所示分段均勻磁路有
或稱為基爾霍夫第二定律。將代入，有
或式中不是常數，因此公式並不能用於計算磁路，只可做定性分析用。
（4）磁路的分析：分為兩類。第一類是指已知要求的磁通求所需磁通勢；第二類是指已知磁通勢求所能產生的磁通量。
由於磁路是非線性的（曲線非線性），「第二類分析」只能借助「第一類分析」用猜試法進行。「第一類分析」步驟可簡述如下：已知，由（查曲線）得出；由（查曲線）得出；由； 對交流磁路則可按幅值進行分析，即：
已知查曲線為疊片係數。
4.交流鐵心線圈電路（見表3）
表7-3交流鐵心線圈
5.變壓器工作原理，掌握變壓器的額定引數，阻抗變換公式。
圖5變壓器的空載執行
（1）變壓器的空載執行如圖5所示。
而（2）變壓器的負載執行如圖6所示.
圖6變壓器的負載執行
（3）阻抗變換
（4）變壓器的額定值
額定值是正確使用變壓器的依據，在額定狀態下執行，可保證變壓器長期安全有效的工作。
① 額定容量：指變壓器的視在功率。對三相變壓器指三兼容量之和。單位伏安（va）千伏安（kva）
② 額定電壓：指線值，單位伏（v）千伏（kv）， 指電源加到原繞組上的電壓，是副方開路即空載執行時副繞組的端電壓。
③ 額定電流：由和計算出來的電流，即為額定電流
對單相變壓器
對三相變壓器
④ 額定頻率fn：我國規定標準工業用電頻率為50赫（hz）有些國家採用60赫。此外，額定工作狀態下變壓器的效率、溫公升等資料均屬於額定值。
6.電磁鐵
（1）直流電磁鐵
式中： :直流電磁鐵的吸力，單位為牛頓（n）；
：為空氣隙中的磁感應強度，單位為特（t）；
:空氣隙截面積；單位為平方公尺（m2）；
：真空磁導率；；
直流電磁鐵的電流值決定於外加電壓和電阻，勵磁的磁動式是橫定的，隨著銜鐵的吸合，空氣隙變小，磁阻減小，吸力增大。
（2）交流電磁鐵
交流電磁鐵的勵磁電流為交流，磁通是交變。設
則吸力為
式中是吸力的最大值。我們在計算時只考慮吸力的平均值
（3）直流電磁鐵與交流電磁鐵特點的比較（見表4）
表4直流電磁鐵與交流電磁鐵特點
三、典型例題分析
例1有一交流鐵心線圈，接在的正弦電源上，在鐵心中得到磁通的最大值=×wb，現在此鐵心上再繞乙個線圈，其匝數為，當此線圈開路時，求其兩端電壓。
解： v
例2如圖7-1-7所示變壓器，已知=， =，原副邊匝數比為， =v，試:（1）標出同名端；（2）求=？
圖7-1-7例7-2圖
解：（1）1、4 （2、3）為同名端
（2）又 ∴
解得： a
例3如圖把電阻的揚聲器接於輸出變壓器的副邊，設輸出變壓器的原繞組為匝、副繞組為匝。試求：（1）揚聲器的等效阻抗；（2）將變壓器原邊接上電壓為10v，內阻為=的訊號源時，輸送到揚聲器的功率是多少？
（3）直接把揚聲器接到訊號源時輸送到揚聲器的功率是多少？
圖7-1-8例7-3圖
解：（1）變壓器的變比
揚聲器的等效阻抗
（2）a
， amw （3）直接接到訊號源
a， mw
例4圖7-1-9所示的變壓器有兩個相同的原繞組，每個繞組的額定電壓為v,副繞組的額定電壓為v，問:（1）當電源電壓為v及v時，原繞組的四個接線端應如何連線？在這兩種情況下，副繞組的端電壓是否改變？
（2）如果把接線端和相連，而把和接到v電源上，試分析這時將會發生什麼情況？
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