铁心线圈与变压器
线圈中铁芯的作用
线圈中铁芯的作用线圈中铁芯的作用线圈中的铁芯是一个关键的组件，对于许多电气设备的性能和功能起着重要的作用。
下面将从电磁学原理、应用及特点三个方面来分别解析一下线圈中铁芯的作用。
1. 电磁学原理在电磁学中，铁芯是一种通过导磁性材料制成的物品。
铁芯的导磁性可以使线圈内部的磁场集中在铁芯内部，并增强磁场的强度。
铁芯所产生的磁场可以抵消空气中的磁场，并减少磁场漏失。
铁芯的引导作用可以增强线圈的感应电势、磁感应强度等电磁学指标，提高设备的效率。
2. 应用在常见的电气设备中，线圈中的铁芯被广泛地应用，如电机、变压器、电感器等。
下面分别从应用中的不同角度来探讨铁芯在设备中的作用。
2.1 电动力方面在电机中，铁芯可以提高电机的转矩和转速。
电机中的电磁铁芯可以在产生磁通的过程中将其储存，从而增加电机的能量。
在电机运行时，铁芯可以帮助电流产生磁场，将电能转化为机械能。
2.2 变压器方面在变压器中，铁芯可以把输入和输出的磁通连通起来，使得变压器可以工作。
在变压器工作时，铁芯可以将输入的磁通产生磁感应强度，进而在次级绕组上产生输出电压。
铁芯对于变压器的效率、功率和电压变化等因素都有着重要作用。
2.3 电感器方面在电感器方面，铁芯可以使电感器的磁通线更紧密地浸润在铁芯中，从而使电感值更高。
铁芯的设计可以用于不同种类的电感器。
因为铁芯只能储存有限的磁通，为了达到更高的电感值，需要更多的绕组。
3. 特点在电气设备中，铁芯是非常重要的部分，因为它有很多的特点，可以用于增加电气设备的效率和优化电子部件的性能。
3.1 强大的磁焦耳损耗铁芯的磁焦耳损耗在电气设备中通常是不可避免的。
磁焦耳损耗来自于铁芯在强电磁场下的消耗。
在铁芯中移动的磁通量会导致铁芯内部的能量耗散，并且会在铁芯中产生热量。
这会降低能源利用率。
因此，为了最大程度地减少磁焦耳损耗，需要选择高导磁性能的材料。
3.2 对于电感和电容的影响铁芯的加入会影响电感和电容的值。
由于铁芯的引导磁通作用，可以改变电流的路线和磁场的分布，从而影响线圈的电感性，使电感器的比计算值略低。
变压器构成中铁心与衔铁的区别
变压器构成中铁心与衔铁的区别
变压器主要由两个主要部分组成：铁心和线圈。
铁心是变压器的一个关键部分，通常由硅钢片叠装而成。
它的主要作用是作为磁路，通过电磁感应原理将线圈中的电能转化为磁场能，然后再将磁场能重新转化为电能。
线圈是变压器的另一重要部分，它通常由铜线绕在铁心外部构成。
电流通过线圈时，会产生磁场，这个磁场与铁心相互作用，从而实现电压的升高或降低。
衔铁通常用在接触器等电器中，作为可动磁路部分，与电磁铁一起产生吸合力，驱动触点动作。
因此，铁心和衔铁在功能和用途上有明显的区别。
如需更多信息，建议咨询电子设备相关业内人士或查阅相关论坛。
第讲 交流铁芯线圈电路和变压器
第讲交流铁芯线圈电路和变压器背景在电路设计和应用中，变压器和线圈通常是用于转换和传输电能的重要元器件。
它们可以实现电压升降、电能传递以及信号耦合等功能。
而其中，交流铁芯线圈电路和变压器的应用较为广泛，因此学习和掌握这些知识是非常重要的。
交流铁芯线圈电路交流铁芯线圈电路是将一个固定的直流电源直通到一对铁芯线圈(即“电感”)，并在此基础上加上一个交流信号。
其中，铁芯可以是软磁材料或硬磁材料制成的。
在软磁材料中，磁通可以容易地改变方向，并且可以减小失真；而硬磁材料则更容易保持磁通的方向，但对于信号失真的问题则有些难以解决。
在铁芯线圈中，交流信号会导致其中的磁通不断变化，从而产生交流电磁感应电动势。
此时，电感的阻抗就会随着电流和信号频率的变化而发生变化，其阻抗值随信号频率的增加而增大。
因此，铁芯线圈常用于滤波和隔离等应用中。
变压器变压器是一种将交流电能从一个电路传输到另一个电路的装置，通常用于调整电路中电压或者电流的变化。
变压器是由两个或多个线圈连接在一起，其中一个线圈与电源相连，称为“输入线圈”(primary coil)；而另一个线圈与负载电路相连，称为“输出线圈”(secondary coil)。
变压器的基本原理是利用电磁感应现象，使得输入线圈中的磁通沿着铁心产生磁通，从而引起输出线圈产生感应电动势。
由于变压器中的磁通是通过铁心传递的，因此变压器的铁心一般由软磁性材料(如硅钢)制成，以降低磁通的损耗。
在变压器中，输入线圈和输出线圈的匝数比例决定了变压器的转换比。
这种设计使得变压器可以在输出电路中调整电压和电流的值，而不需要使用其他的元器件(如调压器)。
因此，变压器应用非常广泛，例如电源适配器、放大器和UPS等。
本文简要介绍了交流铁芯线圈电路和变压器的工作原理和应用范围。
其中，交流铁芯线圈电路主要用于滤波和隔离等应用中；而变压器通过调整电路的电压和电流，被广泛应用于电源适配器、放大器和UPS等领域。
变压器线圈穿过铁芯的磁通量变化计算
变压器线圈穿过铁芯的磁通量变化计算
变压器的铁心可以看作一个闭合的磁路，磁力线从线圈中流过铁心，最后流回线圈中，因此，在变压器中，铁心扮演着非常重要的角色。
当交流电经过线圈时，磁通量会随着电流的变化而变化。
这个磁通量的变化会导致铁心中的磁感应强度发生变化。
由于铁芯的导磁性很好，所以它可以承受大量的磁通量，使得变压器的磁路保持稳定。
计算磁通量变化的公式为：
Φ = N × B × A
其中，Φ表示磁通量，N表示线圈匝数，B表示磁感应强度，A 表示线圈的截面积。
为了保证变压器的正常工作，需要确保磁路的闭合，同时铁芯的导磁性能要足够好，以便承受变压器中的磁通量。
铁芯的磁通密度(B0)、有效截面积(Sc)对变压器设计的影响
铁芯的磁通密度（B o）、有效截面积（Sc）对变压器设计的影响对变压器硅钢片的要求是：1. 有高的导磁率在一定的磁场强度下，磁导率越高，要传递等量磁通，所需的硅钢片就越少，铁心的体积就越小，产品的重量就越轻。
由于体积减小，就可节约导线和降低导线电阻所引起的发热损耗。
2. 要求在一定的频率和磁通密度下，具有低的铁损，即单位重量的硅钢片所引起的损耗（磁滞损耗和涡流损耗）要低，则可降低变压器的总损耗，提高变压器的效率。
铁心是制造变压器产品的关键。
由变压器原理的公式可知4U = 4.44 • N B o Sc/10 （V）故U1 ---- =4.44 f B o Sc /10 4（V/匝）N1同理可得U 1 U2Ut = ———= ———= 4.44 f B o Sc/1o4（V/ 匝） N1 N 2上式中Ut称每匝电压。
由该式可知磁通密度B o主要决定了变压器的基本性能和材料利用。
当磁通密度B o取值确定时，铁心有效截面积Sc取小值（省铁），则每匝电压Ut变小，匝数多，铜线用量增加（费铜）；铁心有效截面积Sc取大值（费铁），则每匝电压Ut变大, 匝数少，铜线用量减少（省铜）。
当铁心有效截面积Sc取值确定时，磁通密度B o取小值，则每匝电压Ut变小，匝数多，铜线用量增加（费铜）；磁通密度B O取大值，则每匝电压Ut变大，匝数少，铜线用量减少（省铜）。
当磁通密度B o取值大时，每匝电势Ut不变，则铁心有效截面积Sc小，铁心用量少（省铁）；铁心有效截面积Sc不变，则每匝电势Ut值大，匝数少，铜线用量少（省铜），当每匝电势Ut 大些而铁心有效截面积Sc 小些，铜铁均省；当磁通密度B o取值小时，每匝电势Ut不变，则铁心有效截面积Sc大，铁心用量多（费铁）；铁心有效截面积Sc不变，则每匝电势Ut值小，匝数多，铜线用量多（费铜）；当每匝电势Ut小些而铁心有效截面积Sc大些，铜铁均费。
从上述分析可知B o大些，省铁、省铜或均省些，但B o值是由硅钢片性能及所要求的变压器性能（如过励磁）决定，B o只能在一定范围内。
变压器铁芯线圈电路的功率损耗
变压器铁芯线圈电路的功率损耗
1 变压器的功率损耗
变压器是一种用于改变电力电压的设备，它通过将高电压输入转
换为低电压输出来提供能量的传递，以满足特定的应用要求。
在变压
器中，铁心线圈电路用于将高压电流转换为低压电流。
然而，在变压
器中使用铁芯线圈电路也会产生功率损耗。
2 功率损耗的原因
铁芯线圈电路的功率损耗主要由两部分组成：磁损耗和电损耗。
磁损耗是通过磁饱和和铁芯损耗产生的，是指截止电感铁芯在开路情
况下物理损失的部分。
铁芯损耗是指在准饱和磁路中，由于磁铁变形
而引起的铁芯内的热损失。
电损耗是由于铁芯铁氧体引入电路中而产
生的损耗。
3 功率损耗的减少
可以采取一些措施来减少铁芯线圈电路的功率损耗，如使用低损
耗线圈、晶体管密封及采用对称结构来改善电器的绝缘特性等。
另外，应当尽量减少铁芯的损耗，它是减轻线圈的磁损耗的有效手段，因为
它的电路阻抗会减少。
此外，应采取措施减少芯片温升，如选择高效
变压器，采用良好的散热装置和结构以改善变压器的散热特性，同时
对变压器进行定期维护也可以减少功率损耗。
4 结论
变压器铁芯线圈电路的功率损耗主要由磁损耗和电损耗组成，可
以采取一些措施来减少功率损耗，例如使用低损耗线圈、晶体管密封
以及采用对称结构来改善电器的绝缘特性。
它也可以减少铁芯的损耗，选择高效变压器，采用良好的散热装置和结构以改善变压器的散热特性，同时对变压器进行定期维护也可以减少功率损耗。
变压器的基本结构
变压器的基本结构
1、铁芯和绕组是变压器最基本的组成部分。
2、变压器是由套在一个闭合铁心上的两个绕组组成，另外还有油箱、油枕、呼吸器、散热器、防爆器、绝缘套管等等。
3、变压器各部件的作用如下：铁心：是变压器电磁感应的磁通路，它是用导磁性能很好的硅钢片叠装组成的闭合磁路。
绕组：是变压器的电路部分，它是由绝缘铜线或铝线绕成的多层线圈套装在铁芯上。
油箱：是变压器的外壳。
内装铁芯、线圈和变压器油，同时起散热作用。
油枕：当变压器油的体积随油温变化而膨胀或缩小是，油枕起着储油及补油的作用，以保证油箱内充满油，油枕还能减少油与空气的接住面，防止油被过速氧化和受潮。
呼吸器：油枕内的油是通过呼吸器与空气相同的，呼吸器内装干燥剂，为了吸收空气中的水分和杂质，是油保持良好的电气性能。
变压器组装流程
变压器组装流程
变压器是电力系统中不可或缺的设备，其作用是将高电压变成低电压或将低电压变成高电压。
变压器的组装流程十分重要，下面将详细介绍变压器组装流程。
一、准备工作
在进行变压器组装前，需要进行一系列准备工作。
首先需要进行材料准备，包括变压器铁芯、线圈、绝缘材料等。
其次需要准备所需工具，包括铁锤、扳手、电钻等。
二、制作变压器铁芯
变压器铁芯是变压器中最重要的部分，其作用是提供一个磁场，使电能能够在线圈间传递。
制作变压器铁芯需要将铁芯卷成U形，然后再将U形铁芯叠合在一起，最后用铁丝进行绑扎。
三、制作线圈
线圈是变压器中另一个重要的部分，其作用是将电能转化成磁场。
制作线圈需要先将线圈绕制在绝缘材料上，再将绝缘材料裹在铁芯上，并用胶水进行固定。
四、组装变压器
在组装变压器时，需要将线圈放置在铁芯上，并用铁丝或胶水进行固定。
在固定线圈时需要注意线圈的方向和位置，以确保变压器的正常运转。
五、接线
接线是变压器组装的最后一个步骤，其作用是将变压器连接到电源上。
在接线时需要注意电压和电流的方向，以确保变压器的正常运转。
六、测试
在完成变压器组装后，需要进行测试以确保变压器的正常运转。
测试时需要测量电压和电流的大小，并检查变压器是否存在漏电等问题。
七、封装
在测试完成后，需要将变压器进行封装，以保护变压器不受外界环境的影响。
封装时需要使用绝缘材料，并将变压器进行密封处理。
总结
变压器组装流程虽然看似简单，但是需要注意许多细节问题，只有在各个环节都严格把控，才能保证变压器的正常运转。
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当电流I 增加到一定程度，φ不再随之增加。
关于磁滞
祥看请点击铁心线圈与变压器
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8-1
几点说明：
1. 磁阻Rm 的大小取决于磁路的尺寸和材料的磁导率。
Rm
l S
2. 很大，但不是常数，因此 Rm 也不是常数。所以磁
路欧姆定律不能用来进行定量计算，只用做定性分析。
通常磁路计算应用磁路基尔霍夫定律。
3. 磁路和电路有相似之处，但却有本质的区别。 祥见教材P149
第八章 铁心线圈与变压器
第一节 磁路的基本概念和定律 第二节 直流铁心线圈与直流电磁铁 第三节 交流铁心线圈与交流电磁铁 第四节 单相变压器
铁心线圈与变压器
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8-1
第八章 铁心线圈与变压器
本章介绍的基本物理量、基本定律以及磁性材料的磁性能。 在此基础上重点讨论铁心线圈电路和变压器。
第一节 磁路的基本概念和定律
电动机、继电器、电磁铁及变压器等电器都是基于电磁耦合 的原理工作的，我们已经学过了电路，现在再来研究磁路。
一、磁场的基本物理量
1.磁通φ
3.磁场 强度H
2.磁感应 强度B
4.导磁 系数μ
铁心线圈与变压器
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8-1
第一节 磁路的基本概念和定律
一、磁场的基本物理量
1.磁通φ
垂直穿过某一面积S 的磁力线的总根数。韦伯wb
3. 吸合后电磁力比吸合前大得多，但励磁电流不变。 （因磁动势 NI 不变，磁阻Rm ↓→B ↑ ，所以吸力F↑）
1. 电流恒定，无感应电动势产生。 2. 无磁滞和涡流损耗，可使用整块铁心 3. 吸合后，励磁电流不变， F↑↑
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铁心线圈与变压器
8-3 第三节 交流铁心线圈与交流电磁铁
一、交流铁心线圈的损耗 铜损 磁滞损耗 涡流损耗
总损耗
P = △PCU + △Ph + △Pe
铁损
铜损△PCU 线圈电阻上的损耗 △PCU =I 2R
磁滞损耗 其大小与铁心材料反复磁化后的磁滞回线面积成正比
涡流损耗
交变磁通穿过铁心时，铁心既导磁又导电 ，因铁心在 交变磁通作用下产生感应电动势， 从而在垂直于磁 通方向的铁心平面内产生旋涡状的感应电流，叫涡流。 涡流在铁心内电阻上产生的损耗称涡流损耗。
2.磁感应 强度B
穿过单位面积的磁力线根数。特斯拉T wb/m2
B S 或BS
3.磁场 强度H
磁场中某点的B 与该点的磁导率μ的比值。
H B 或 BH 安/米，A/m, A/cm
4.导磁 系数μ
描述导磁能力大小的物理量。通常使用相对导磁系数 r
r
0
无量纲
0
真空导磁系数
铁心线圈与变压器
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8-1
第一节 磁路的基本概念和定律
二、磁路的基本定律 安培环路定律 磁磁路欧路姆欧定姆律定律基尔霍夫定律 安培环路定律 磁路欧姆定律
安培环磁路与 安路定电培欧路律环姆类H磁路定似d路定，安律l欧律磁培姆磁路安环也I定路培路有律欧环定磁各沿围姆路种律路任在定定定欧磁一这律律律姆路闭闭定磁欧合合律路姆路路欧定径径姆律，内定各H律电的流线的积代分数等和于包 磁路欧姆定律
铁心线圈与变压器
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8-2 第二节 直流铁心线圈与直流电磁铁
一、直流铁心线圈 （磁路计算略）
铁心
二、直流电磁铁 1. 构成 2. 工作原理 铁心
线请圈看通电衔演铁示
线圈 衔铁
通电的铁心线圈对衔铁会产生吸力
3. 吸力 W 1 2L2I1 2N II21 2NI 磁动势
磁动势主 要降在空 气隙上
1 2 H 0 1 2B 0 S （ 0 B 0 0） 1 2B 0 0 2S 0
N
导磁性 工程上利用它来使
B（φ）μ
磁通尽量地约束在有限的范围
c sB
内，提高电磁设备的利用率，
b
一般使用B-H 曲线的ab 段。 磁滞 B的变化滞后于H 的变化
如曲线的oa 段
μ
a
o
H（I）
铁磁材料 B-H，μ-H 曲线
磁饱和 当H 达到一定程度，B 不再随H 而增加，此为磁饱和。
如曲线的cs 段。 若对铁心线圈而言，磁饱和意为
减小涡流损耗的办法 增大涡流通路的电阻即用薄的材料叠成铁心
减小磁滞损耗的办法
铁心尽量采用软磁材料 # 铁心线圈与变压器
8-3 二、电压平衡方程式
线圈中 大部分经铁心闭合 产生e 磁通 少部分经空气闭合 产生eL
i
u
e eL
φ
N φL
主磁通 漏磁通
线圈电阻上压降为 iR 根据KVL得：
交流铁心线圈
ueeLiR
磁磁路路欧欧姆姆定定律律HlNI
若磁场均匀则有
磁磁路路欧欧姆姆定定律律
线圈N 匝
平均长 l
Hl NI
磁动势
I
磁通Φ
根 据
H B /
得 NI
l
N
导磁系
数μ
B /S
S
无分支磁路 截面积S
磁路欧姆定律
磁阻Rm
铁心线圈与变压器
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基8-尔1霍基夫尔二定霍律、夫磁定路律基的尔霍基夫本定定律基律尔霍夫安定培律基环尔路霍定夫律磁定路律基欧尔姆霍基定夫尔律定基霍基律尔夫尔霍定霍夫律夫定定律律
1. 磁路的基尔霍夫磁通定律
在节点A 处
φ 1+φ2 -φ3=0
I1 φ1
A
φ2
I2
N1
φ3
N2
2. 磁路的基尔霍夫磁压降定律 任一闭合回路中均有：
有分支磁路
Rm NI或
Hl NI
磁压降的代数和等于磁动势的代数和
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8-1 三、磁性材料的磁性能
I
从曲线上能明显看出，μ不是常数
或 U E E LIR
msint
电压平衡方程式
e
N
d
dt
N m si nt (90 )
Байду номын сангаас
2 fN m si n t9 ()0
E m铁心线圈与变压器
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8-3 二、电压平衡方程式
ueeLiR
e 2 fN m si n t 9 ()0
Em
有效值 E2fN m/ 24.4f4N m
忽略了漏磁感应电动势 e L 和线圈内阻压降 iR后，方程变为：
FddW 1 2B 002 S0d
电磁铁应用？
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F1 870B 0 2S04B 0 2S0150 N 铁心线圈与变压器
8-2 直流电磁铁的特点
1. 励磁电流是由励磁线圈的外加电压U 和线圈电阻R 决定的
I
U R
电流是恒定的，无感应电动势产生。
2. 无磁滞和涡流损耗，铁心可以使用整块的铸钢、软铁。
ue 或 UE4.4f4N m
U4.44fNm 重要结论
外加电压不变时，交流铁心线圈的铁心内主磁通最大值几
乎是不变的。这是分析变压器和交流电动机时的重要概念。
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铁心线圈与变压器
8-3 三、交流电磁铁
铁心
交流电磁铁也是一种电磁器件，结 构形式与直流电磁铁类似。在工业 部门应用极为广泛。如冶金工业中 用于提放钢材的电磁吊车；夹持工 件的电磁工作台；传递动力的电磁 离合器；液压传动中的电磁阀；交 流接触器及接触器等。