磁路的基本概念()

 磁路的基本概念()
 磁路的基本概念()

5 磁与电磁感应

【课题名称】5.4 磁路的基本概念

【课时安排】

1课时(45分钟)

【教学目标】

1.了解磁路和磁动势的概念,了解主磁通和漏磁通的概念。

2.了解磁阻的概念,了解影响磁阻的因素。

3.了解充磁和消磁的概念,了解其在工程技术中的应用。【教学重点】

重点:磁路的基本概念;充磁和消磁在工程技术中的应用【教学难点】

难点:磁路的基本概念

【关键点】

电生磁

【教学方法】

多媒体展示法、讲授法、谈话法、理论联系实际法

【教具资源】

多媒体课件、变压器

【教学过程】

一、导入新课

教师可利用多媒体展示硅钢片中形成的磁路,引导学生仔细观察磁路的结构与组成,并设置一定的问题情境,从问题中引出本课的学习内容——磁路。

二、讲授新课

教学环节1:磁路与磁动势

教师活动:教师可利用多媒体展示硅钢片中形成的磁路,讲解磁路、磁动势的基本概念。

学生活动:学生可在教师的引导与讲解下,结合课本学习、理解磁路、磁动势的基本概念。

(完整word版)5.5磁路的基本概念

5.5 磁路的基本概念 一、选择题: 1、两个完全相同的交流铁心线圈,分别工作在电压相同而频率不同(f1>f2)的两电源下,此时线圈的磁通量Φ1和Φ2的关系是 ( ) A.Φ1>Φ2 B.Φ1=Φ2 C.Φ1<Φ2 D.无法确定 2、尺寸相同的环形螺线管,一为铁心,另一个为空心,当通以相同的电流,两线圈中的磁场强度H的关系为 ( ) A.H铁>H空 B.H铁Φ2,B1>B2 B.Φl<Φ2,B1 Rmb D.条件不够,不能比较。 7、某直流继电器,在维修中将吸引线圈匝数减少了一半,导线截面积不变,额定电压不变,其后果是(线圈、电阻不计) ( ) A.电流增大,磁通增大 B.电流增大,磁通减少 C.电流增大,磁通不变 D.电流不变,磁通减少 8、若一直流铁芯线圈,工作在磁化曲线的直线段,若保持电源电压不变,铁芯不变,线圈电阻不变,仅使线圈匝数加倍,则( ) A. 电流不变,铜损不变,磁感应强度B变小 B.电流变小,铜损变小,磁感应强度B变小 C.电流变小,铜损变小,磁感应强度B变大 D.电流不变,铜损不变,磁感应强度B加倍 9、下列与磁导率无关的物理量是 ( ) A.磁感应强度 B.磁场强度 C.磁通 D.磁阻 10、一个带气隙的铁心线圈,接到电压一定的交流电源上,而且线圈电阻可以忽略不计,仅改变气隙的大小,则 ( ) A.线圈中的电流变化,磁路的磁通也变化 B.线圈中的电流不变,磁路的磁通变化 C.线圈中的电流变化,但磁路的磁通不变化 D.绒圈中的电流与磁路的磁通均保持不变 11、两个铁芯材料相同,线圈匝数相同,磁路的平均长度L1=L2,截面积S1>S2,要使两铁芯磁通Φ1=Φ2,则它们的励磁电流I1和 I2的大小是() A.I1>12 B.I1<12 C.I1 =12 D.无法确定 12、若制造变压器用的硅钢片磁导率不合格,比标准降低很多,当电源电压的有效值和频

磁路的基本概念和基本定律

磁路的基本概念和基本定律 在很多电工设备(象变压器、电机、电磁铁等)中,不仅有电路的问题,同时还有磁路的问题,这一章,我们就学习磁的相关知识。 一、磁铁及其性质:人们把物体能够吸引铁、钴等金属及其合金的性质叫做磁性,把具有磁性的物体叫做磁体(磁铁)。磁体两端磁性最强的区域叫磁极。任何磁体都具有两个磁极,而且无论把磁体怎样分割总保持有两个异性磁极,也就是说,N极和S极总是成对出现的。与电荷间的相互作用力相似,磁极间也存在相互的作用力,且同极性相互排斥,异极性相互吸引。 1.1磁场与磁感应线 磁铁周围和电流周围都存在磁场。磁场具有力和能的特征。磁感应线能形象地描述磁场。它们是互不交叉的闭合曲线,在磁体外部有N极指向S极,在磁体内部由S极指向N极,磁感应线上某点的切线方向表示该点的磁场方向,其疏密程度表示磁场的强弱。 1.2描述磁场的物理量: 磁感应强度B:在磁场中垂直于磁场方向的通电导线所受电磁力F与电流I和导线有效长度L的乘积IL的比值即为该处的磁感应强度,即B=F/IL,单位:特斯拉。磁感应强度是表示磁场中某点磁场强弱和方向的物理量,它是一个矢量,它与电流之间的方向关系可用右手螺旋定则来确定。 磁通∮:磁感应强度B和与它垂直方向的某一截面积S的乘积,称为通过该面积的磁通,即∮=BS,由上式可知,磁感应强度在数值上可以看作与磁场方向相垂直的单位面积所通过的磁通,故又称为磁通密度,单位是伏.秒,通常称为“韦”。磁通∮是描述磁场在空间分布的物理量。 磁导率u是说明媒体介质导磁性能的物理量。 1.3定则 电流与其产生磁场的方向可用安培定则(又称右手螺旋法则)来判断。安培定则既适用于判断电流产生的磁场方向,也可用于在已知磁场方向时判断电流的方向。 1.直线电流产生的磁场,以右手拇指的指向表示电流方向,弯曲四指的指向即为磁 场方向。 2.环形电流产生的磁场:以右手弯曲的四指表示电流方向,拇指所指的方向即为磁 场方向。 3.通电导体在磁场内的受力方向,用左手定则来判断。平伸左手,使拇指垂直其余四指,手心正对磁场的方向,四指指向表示电流方向,则拇指的指向就是通电导体的受力方向。可用下式来表示:

磁路设计的基本概念

磁路设计的基本概念 第一章磁路 电机是一种机电能量转换装置,变压器是一种电能传递装置,它们的工作原理都以电磁感应原理为基础,且以电场或磁场作为其耦合场。在通常情况下,由于磁场在空气中的储能密度比电场大很多,所以绝大多数电机均以磁场作为耦合扬。磁场的强弱和分布,不仅关系到电机的性能,而且还将决定电机的体积和重量;所以磁场的分析扣计箅,对于认识电机是十分重要的。由于电机的结构比校复杂,加上铁磁材料的非线性性质,很难用麦克斯韦方程直接解析求解;因此在实际工作中.常把磁场问题简化成磁路问题来处理。从工程观点来说,准确度已经足够。 本章先说明磁路的基本定律,然后介绍常用铁磁材料及其性能,最后说明磁路的计算方法。 1-1 磁路的基本定律 一、磁路的概念 磁通所通过的路径称为磁路。图1—1表示两种常见的磁路,其中图a为变压器的磁路,图b为两极直流电机的磁路。 在电机和变压器里,常把线圈套装在铁心上。当线圈内通有电流时、在线圈周围的空间(包括铁心内、外)就会形成磁场。由于铁心的导磁性能比空气要好得多,所以绝大部分磁通将在铁心内通过,并在能量传递或转换过程中起耦合场的作用,这部分磁通称为主磁通。围绕裁流线圈、部分铁心和铁心周围的空间,还存在少量分散的磁通,这部分磁通称为漏磁通。主磁通和漏磁通所通过的路径分别构成主磁路和漏磁路,图1—l中示意地表出了这两种磁路。 用以激励磁路中磁通的载流线圈称为励磁线圈(或称励磁绕组),励磁线圈中的电流称为励磁电流(或激磁电流)。若励磁电流为直流,磁路中的磁通是恒定的,不随时间而变化,这种磁路称为直流磁路;直流电机的磁路就属于这一类。若励磁电流为交流(为把交、直流激励区分开,本书中对文流情况以后称为激磁电流),磁路中的磁通随时间交变变化,这种磁路称为交流磁路;交流铁心线圈、变压器和感应电机的磁路都属于这一类。 二、磁路的基本定律 进行磁路分析和计算时,往往要用到以下几条定律。 安培环路定律沿着任何一条闭合回线L,磁场强度H的线积分值恰好等于该闭合回线所包围的总电流值∑i,(代数和).这就是安培环路定律(图l—2)。用公式表示,有 (1—1) 式中,若电流的正方向与闭合回线L的环行方向符合右手螺旋关系时,i取正号,否则取负号。例如在图1—2中,i2的正方向向上,取正号;i1和i3的正方向向下,取负号;故有. 若沿着回线L,磁场强度H的方向总在切线方向、其大小处处相等,且闭合回线所包围的总电流是由通有电流i的N匝线圈所提供,则式(1—1)可简写成 HL=Ni (1—2)

磁路设计

铁氧体磁体使用注意事项: (1)由于铁氧体磁体的单磁磁晶各向异性常数K,在0摄氏度下要显著降低。 (2)铁氧体剩磁温度系数是负的,温度升高剩磁下降。而矫顽力温度系数是正的,温度升高,矫顽力增加。 (3)铁氧体剩磁虽然低,但矫顽力却高。只要精心设计,磁隙磁通密度亦可达1T以上,体积亦可设计较小。 (4)要把握测试,确保实际使用的磁体同设计选用的磁体一致。 钕铁硼磁体使用时应注意以下事项 (1)钕铁硼磁体一般选用内磁式磁路。虽然钕铁硼磁体磁能积甚高,但磁隙中磁通密度并不容易达到高值。 (2)钕铁硼磁体矫顽力高,适宜制成薄片。 (3)钕铁硼磁体易碎、生锈。 (4)钕铁硼磁体充磁要使用专门设备,退磁困难。 钕铁硼磁体价廉而物美,美中不足的是居里点低,只有319摄氏度, 稀土地钴磁体有两类:一类习惯称之为2:17材料,通式为R2C O17,R表示稀土材料 稀土钴磁体的优点是居里点高,可达850摄氏度。 铁氧体磁路是由导磁上板、导磁板柱和磁体组成。利用铁氧体的磁性,而用低碳钢制成的导磁上板、导磁板柱形成导磁通道,在磁隙中形成一个均匀的强磁场,进而推动载流音圈振动。 磁力线能穿透一切(超导体除外)物质,无往而不在,只是导磁板磁阻较低,磁力线穿过较多,由于人们对电路熟悉,因此引用一个磁路概念,借用电路的分析手段来分析磁路。 但是电路、磁路还是有相当的不同。比如:电路中电流是循规蹈矩,否则就是事故;而磁路约束力就小得多,磁力线四处散逸。 导磁上板(华司),通常由低碳钢制成。低碳钢即含碳量较低的钢材,在扬声器导磁极最常用的是45号钢。它的成分中C为0.42%~0.50%,抗拉强度600MPA,屈服强度355MPA,伸长率16% 当磁隙中为高磁通密度时,导磁板可采用电工纯铁,其含碳量更低。 对于普通磁路,长期困扰的一个问题,就是磁通密度分布不均匀,也就是在磁隙内磁通密度是均匀的;在磁隙外,由于磁阻增加,磁通密度下降,由于磁路形状不对称,导磁板上、下两边下降速度不同。 由JBL公司最早推出的T形磁路,由于在磁隙中产生均匀磁场而受到重视。普通磁路的磁通,在磁隙上下公布是不均匀、不对称的。将导磁柱形状改一下,做成T形,在磁隙中的磁通分布上下是均匀的、对称的。这就进一步减小了扬声器的失真。由形定名,这种磁路被形象称之为T形磁路,或称对称磁路(SFG)。

第一讲磁路的基本知识

《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2 11/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 ??=Φs dS 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 S Φ= (1—2) 式中,B 为磁通密度,简称磁密,S 为面积。 在国际单位制中,Φ的单位名称为韦(韦伯),单位符号Wb 。 3、磁场强度H 计算导磁物质中的磁场时,引入辅助物理量磁场强度H ,它与磁密B 的关系为 H B μ= (1—3) 式中,μ为导磁物质的磁导率。真空的磁导率为70410/H m μπ-=?。铁磁材料的0μμ>>, 例如铸钢的μ约为0μ的1000倍,各种硅钢片的μ约为0μ的6000~7000倍。 国际单位制中,磁场强度H 的单位名称为安(安培)/米,单位符号/A m 。 4、铁磁材料 铁磁材料,一般是由铁或铁与钴、钨、镍、铝及其他金属的合金构成,迄今为止是最通用的磁性材料。虽然这些材料的性能差异很大,但决定其性能的基本现象却是共同的。 4.1 铁磁材料的磁化 研究发现,铁磁材料由许许多多的磁畴构成,每个磁畴相当于一个小永磁体,具有较强的磁矩,如图1—11所示。在未磁化的材料样品中,所有磁畴摆列杂乱,因此材料对外不显磁性,如图1—11(a )所示。当外部磁场施加到这一材料时,磁畴就会沿施加的磁场方向转向,所有的磁畴平行,铁磁材料对外表现出磁性,如图1—11 (b)所示。因此,当外磁场加到铁磁材料时,铁磁材料产生比外部磁场单独作用所引起的磁场更强。随着外部磁场强度H 的 S B

设计的基本概念

设计的基本概念 广义指一切造形活动的计划,狭义专指图案装钸。合理性、经济性、审美性和独创性是其基本要求和特点。十九世纪的设计,只是对美术工艺品或其他大量产品的外表附加装钸。因此当时的设计师就是装钸图案家或者纹样创作者。二十世纪后,设计的焦点转移到产品的功能、构造、加工技术等综合计划方面,并加强了与机械量产相结合的意识,于是就再难用图案一词来表示,美国毛霍里·纳吉和托马斯·玛尔德纳德等主张:“设计不是东西表面的装钸,而是在某一种目的的基础上综合社会、人类、经济、技术、艺术、心理、生理等要素,并按照工业生产的轨迹计划产品的技术。”可从不同角度对设计进行分类,有以近代机械量产为前提的广义的工业设计;有以手工艺为主精心制作的工艺美术设计;有以社会公用为对象的轻工业设计及家庭生活或个人生活范围内的家庭设计;有公共用品设计和个人用品设计等等。再者,着眼于设计的对象和材料、加工技术等,则有:室内设计、家具设计、车辆设计、广告设计、纺织品设计、木工设计、陶瓷设计、玻璃设计等。 一件完整的设计作品,是构思创意、图形塑造、构图构成、色彩配色以及表现技法等五种要素的有机结合。而图形设计计作品最基本的构成要素,也是一切造型艺术的基础。 图形,也叫形象,是事物的像貌,即是能引起人的思想或感情活动的具体形状或姿态。图形是由多种形态构成的,按其种属及来源,图形可分为概念图形和现实图形两大类。 (一)概念图形的分类 概念图形是经过高度抽象和概括的图形,足一种筒洁明快的几何学图形,它可以利用仪器绘制,并容易复制或增缩,因此,概念图形又称为几何田形或纯粹图形。 概念图形有点、线、面、立体等多种形态,它们是一切造型艺术的基本形态要素。 1 点 点,包括线和面,在上一章表现技法中已经讲述过,但是这里所说的点、线、面,是从形态造型角度论述的。从图形设计来讲,点是线的开端,终结或交又,是具有空间位置的视觉单位,点是构成一切形态的基础。点有各种形态,如方点、圆点、三角形点,以及各种不规则点等,而点的最理想形状是圆形。 点的形状越小,点的感觉越强,越大则有面的感觉。因此,点的大小不能超越当作视觉单位“点”的限度,超越了限度就失去了点的性质,而成为“形”或“面”了。但是要具体划分其差别的界限,必须从它所处的具体位置的对比关系来判断。如一叶扁舟在茫茫大海中是个点,如果把它放在室内,就是一个庞然大物。所

磁路设计

磁性材料设计参考永磁材料设计 永磁设计 材料从研制角度而言,是希望性能尽可能地优越。但从使用角度考虑,对已研制出的材料,如何合理利用以期获得最大的收益则显得更为重要。具体到永磁材料,则涉及到磁体的选用和磁路的设计。下面对永磁 磁路设计做简单介绍。 ·永磁磁路的基本知识 磁路: 最简单的永磁磁路由磁体、极靴、轭铁、空气隙组成。磁路之所以采用路的说法,是从电路借用而来,所以传统意义上的磁路设计是与电路设计相类似的,为了更明了地说明这个问题,简单比较如下图: 磁路的基本类型有并联磁路、串联磁路,其形式同于电路。 静态磁路基本方程: 静态磁路有两个基本方程: 其中k f为漏磁系数,k r为磁阻系数,Bm、Hm、Am、Lm分别为永磁体工作点、面积和高度;Bg、Hg、Ag、Lg为气隙的磁通密度、磁场强度、气隙面积和长度。由以上两式可得: 上式中Vm=Am.Lm表示永磁体体积,Vg=Ag.Lg表示气隙的体积,(HmBm)是永磁体工作点的磁能积。 ·磁路设计的一般步骤: ·根据设计要求(Bg Ag、Lg的值由要求提出),选择磁路结构的磁体工作点。在选择磁路结构时,需要结合磁体性能来考虑磁体的尺寸,设法使磁体的位置尽量靠近气隙,磁轭的尺寸要够大,以便通过其中的磁通不至于使磁轭饱和,即φ=B轭A轭,式中的B轭最好相当于最大磁导率相对应的磁通密度。如果B 轭等于饱和磁通密度的话,则磁轭本身的磁阻增加很多,磁位降加大,或者说磁动势损失太大。 ·估计一个Kf和Kr,利用初步算出磁体尺寸Am 、Lm; ·据磁体尺寸、磁轭尺寸,算出整个磁路的总磁导P(其中关键是漏磁系数Kf的计算),再将原工作点代入 下式: Bg=F/[KfAg(r+R+1/P)] ·据总磁导P、漏磁系数Kf、磁体内阻r和磁轭的磁阻R,看Bg是否与要求相符,否则再从头起设计。

永磁磁路设计

永磁设计参考 材料从研制角度而言,是希望性能尽可能地优越。但从使用角度考虑,对已研制出的材料,如何合理利用以期获得最大的收益则显得更为重要。具体到永磁材料,则涉及到磁体的选用和磁路的设计。下面对永磁磁路设计做简单介绍。 ·永磁磁路的基本知识 磁路: 最简单的永磁磁路由磁体、极靴、轭铁、空气隙组成。磁路之所以采用路的说法,是从电路借用而来,所以传统意义上的磁路设计是与电路设计相类似的,为了更明了地说明这个问题,简单比较如下图: 磁路的基本类型有并联磁路、串联磁路,其形式同于电路。 静态磁路基本方程: 静态磁路有两个基本方程: 其中k f为漏磁系数,k r为磁阻系数,Bm、Hm、Am、Lm分别为永磁体工作点、面积和高度;Bg、Hg、Ag、Lg为气隙的磁通密度、磁场强度、气隙面积和长度。由以上两式可得: 上式中Vm=Am.Lm表示永磁体体积,Vg=Ag.Lg表示气隙的体

积,(HmBm)是永磁体工作点的磁能积。 ·磁路设计的一般步骤: ·根据设计要求(Bg Ag、Lg的值由要求提出),选择磁路结构的磁体工作点。在选择磁路结构时,需要结合磁体性能来考虑磁体的尺寸,设法使磁体的位置尽量靠近气隙,磁轭的尺寸要够大,以便通过其中的磁通不至于使磁轭饱和,即φ=B轭A轭,式中的B轭最好相当于最大磁导率相对应的磁通密度。如果B轭等于饱和磁通密度的话,则磁轭本身的磁阻增加很多,磁位降加大,或者说磁动势损失太大。 ·估计一个Kf和Kr,利用初步算出磁体尺寸Am 、Lm; ·据磁体尺寸、磁轭尺寸,算出整个磁路的总磁导P(其中关键是漏磁系数Kf的计算),再将原工作点代入下式: Bg=F/[KfAg(r+R+1/P)] ·据总磁导P、漏磁系数Kf、磁体内阻r和磁轭的磁阻R,看Bg是否与要求相符,否则再从头起设计。 在已知气隙要求(Bg、Ag、Lg)和磁体工作点的情况下,欲求磁体的尺寸(Lm、Am),则需要知道漏磁系数Kf和磁阻系数Kr。Kr的值

磁路的基本概念

课 题 5-5磁路的基本概念 时间:11月13日 教学目标 1.理解磁动势和磁阻的概念。 2.掌握磁路的欧姆定律。 教学重点 磁路的欧姆定律。 教学难点 磁路的欧姆定律的应用。 课前复习1.什么叫铁磁性物质的磁化?它能够被磁化的原因。 2.铁磁性物质的磁化曲线和磁滞回线的概念。 第五节 磁路的基本概念 一、磁路 1.磁路:磁通经过的闭合路径。 2.说明主、漏磁通。 3.磁路:无分支和有分支。 无分支 有分支 二、磁路的欧姆定律 1.通电线圈产生磁场,磁通随线圈匝数和所通过的电流的增大而增加。把通过线圈的电流和线圈匝数的乘积称为磁动势。 E m = I N 单位:安培(A ) 2.磁阻:磁通通过磁路时所受到的阻碍作用。 R m = S l μ 式中:l -磁路长度(m ); S - 磁路横截面积(m 2); μ- 磁导率(H /m ); R m - 磁阻(1/H )。 3.磁路的欧姆定律 (1)内容:通过磁路的磁通与磁动势成正比,与磁阻成反比。 (2)Φ = m m R E (3)磁路与电路对应的物理量及其关系式。 电 路 磁 路 电流I 磁通 Φ 电阻R = ρ l / S 磁通 R m = l / μS 电阻率 ρ 磁导率 μ 电动势E 磁动势 E m = I N 电路欧姆定律 I = E / R 磁路欧姆定律 Φ =E m / R m

练习1.在磁场中,各点的磁场强度的大小不仅与电流的大小和导体的形状有关,而且与媒介质的性质有关。() 2.磁路的欧姆定律是指:磁感应强度与磁动势成正比,与磁阻成反比。() 小结1.磁动势和磁阻的概念。 2.磁路的欧姆定律。 3.全电流定律。 布置作业习题(《电工基础》第2版周绍敏主编) 4.问答与计算题(9)、(10)。

电磁学的基本概念

电磁学的基本概念 首先我们引入两个公式: 电阻 电压电流磁阻磁势磁通//== 磁势又称磁通势,我们知道,如果想产生电流,那么必须有电动势(电压)。磁场也是如此,如果想产生磁通,则必须有磁(通)势。 磁通的概念是通过特定面积内的“磁场”的总数,于是为了求出磁通,我们就需要知道整个面积的大小,以及单位面积内的“磁场”数目。为了更形象的描述,我们用磁力线来表示磁场,也就是说,十根磁力线的磁通量是一根磁力线的磁通量的十倍。和电路一样,磁力线也是闭合的,其起点和终点必然会和于一点。为了描述磁场的强度,我们引入另外一个量,就是磁感应强度B ,又称磁密,磁感应强度有大小,指单位面积内通过的磁通量,即磁场在空间中的密度。也有方向,其与电流方向成右手螺旋关系,若是永磁体,则从N 端出来S 端进入。 现在我们知道了磁感应强度的概念,如果我们再知道面积,那么我们就可以计算通过整个面积的磁通量了,其公式如下: dS B S ?=Φ? 上面公式的Φ就是通过面积S ,磁感应强度为B 的磁场所产生的磁通量。值得注意的是,上面公式成立的前提条件是磁力线与截面垂直,如果不垂直的话,需要将这个面积进行投影,折算到垂直面,其关系为余弦。 在国际单位制中,磁通单位是Wb (韦伯),磁密单位为T (特斯拉)。其实在现实中,我们更注重磁密这个量,因为我们无法全部收集磁通量,而导线通电所能产生力的大小与磁密有关。 我们说,磁感应强度又称磁密,是指磁力线的密度。但我们需要探究磁力线是怎么产生的,通常是由通电导线或者永磁体产生。即磁力线产生的源头的磁通量是不变的,但相通的磁通量通过不过的物质,其所能通过的量是不同的,即不同的导磁物质的磁导率是不同的,这里我们引入磁导率这个概念。它决定了磁场强度与磁感应强度(磁密)的关系。磁场强度是磁源本身产生的,但磁感应强度却与磁场强度和导磁物质两者都有关,其关系用下式表示: H B μ= 上式中B 为磁密(磁感应强度),H 为磁场强度,μ为磁导率。现实中,真空中磁导率 m H /10470-?=πμ,铁磁材料的磁导率较大,是真空下的几千倍。 值得注意的是,磁导率的大小不是固定的,其与磁场强度以及物质磁状态的历史有关,所以上面的公式不能直接用,而需要事先把各种铁磁材料用试验的方法,测出它们在不同磁场强度H 下对应的磁密B ,并画出B-H 曲线(磁化曲线)。曲线中的B 和H 通常不是一条直线的关系,而是开始斜率呈“低—高—低”的趋势,最终导磁率趋近于 m H /10470-?=πμ,而且H 增加的过程与减小的过程还不是一条曲线,这是因为磁滞的 原因造成的,具体这里就不分析了。

PCB设计基本概念

PCB设计基本概念 1、“层(Layer) ”的概念 与字处理或其它许多软件中为实现图、文、色彩等的嵌套与合成而引入的“层”的概念有所同,Protel的“层”不是虚拟的,而是印刷板材料本身实实在在的各铜箔层。现今,由于电子线路的元件密集安装。防干扰和布线等特殊要求,一些较新的电子产品中所用的印刷板不仅有上下两面供走线,在板的中间还设有能被特殊加工的夹层铜箔,例如,现在的计算机主板所用的印板材料多在4层以上。这些层因加工相对较难而大多用于设置走线较为简单的电源布线层(如软件中的Ground Dever和Power Dever),并常用大面积填充的办法来布线(如软件中的ExternaI P1a11e和Fill)。上下位置的表面层与中间各层需要连通的地方用软件中提到的所谓“过孔(Via)”来沟通。有了以上解释,就不难理解“多层焊盘”和“布线层设置”的有关概念了。举个简单的例子,不少人布线完成,到打印出来时方才发现很多连线的终端都没有焊盘,其实这是自己添加器件库 时忽略了“层”的概念,没把自己绘制封装的焊盘特性定义为”多层(Mulii一Layer)的缘故。要提醒的是,一旦选定了所用印板的层数,务必关闭那些未被使用的层,免得惹事生非走弯路。 2、过孔(Via) 为连通各层之间的线路,在各层需要连通的导线的文汇处钻上一

个公共孔,这就是过孔。工艺上在过孔的孔壁圆柱面上用化学沉积的方法镀上一层金属,用以连通中间各层需要连通的铜箔,而过孔的上下两面做成普通的焊盘形状,可直接与上下两面的线路相通,也可不连。一般而言,设计线路时对过孔的处理有以下原则:(1)尽量少用过孔,一旦选用了过孔,务必处理好它与周边各实体的间隙,特别是容易被忽视的中间各层与过孔不相连的线与过孔的间隙,如果是自动布线,可在“过孔数量最小化” (Via Minimiz8tion)子菜单里选择“on”项来自动解决。(2)需要的载流量越大,所需的过孔尺寸越大,如电源层和地层与其它层联接所用的过孔就要大一些。 3、丝印层(Overlay) 为方便电路的安装和维修等,在印刷板的上下两表面印刷上所需要的标志图案和文字代号等,例如元件标号和标称值、元件外廓形状和厂家标志、生产日期等等。不少初学者设计丝印层的有关内容时,只注意文字符号放置得整齐美观,忽略了实际制出的PCB效果。他们设计的印板上,字符不是被元件挡住就是侵入了助焊区域被抹赊,还有的把元件标号打在相邻元件上,如此种种的设计都将会给装配和维修带来很大不便。正确的丝印层字符布置原则是:”不出歧义,见缝插针,美观大方”。 4、SMD的特殊性 Protel封装库内有大量SMD封装,即表面焊装器件。这类器件

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