CHAPTER7磁路与铁心线圈电路(1)
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磁路与铁心线圈电路全
N2
U 2 为二次绕组的端电压。
变压器空载时: I2 0 , U2 U20 E2 4.44 f m N 2
式中U20为变压器空载电压。
故有
U1 E1 N1 K U 20 E2 N 2
K为变比（匝比）
结论：改变匝数比，就能改变输出电压。
2021/3/9
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6.2 交流铁心线圈电路
6.2 .1 电磁关系
i
主磁通 ：通过铁心闭合的 +
– e
磁通。 与i不是线性关系。 u 漏磁通：经过空气或其 –
e–++
它非导磁媒质闭合的磁通。 N
dΦ
eN
线圈
铁心
u i (Ni)
（磁通势） σ
dt
eσ
N
d Φσ dt
Lσ
di dt
i，
铁心线圈的漏磁电感
Lσ
NΦσ i
磁性物质不同，其磁滞回线
• O •Hc H •
和磁化曲线也不同。
磁滞回线
2021/3/9
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按磁性物质的磁性能，磁性材料分为三种类型： (1)软磁材料
具有较小的矫顽磁力，磁滞回线较窄。一般用 来制造电机、电器及变压器等的铁心。常用的有铸 铁、硅钢、坡莫合金即铁氧体等。 (2)永磁材料
6.2 .3 功率损耗
交流铁心线圈的功率损耗主要有铜损和铁损两种。
1. 铜损（Pcu）
i
在交流铁心线圈中, 线圈电阻R +
上的功率损耗称铜损，用Pcu 表示。 Pcu = RI2
u –
式中：R是线圈的电阻；I 是线圈中电流的有效值。 2. 铁损（PFe）
电工学(第七版上册)
故得：
Hx
NI 2π x
NI lx
式中：N 线圈匝数；
N匝 x
Lx=2x是半径为x的圆周长；
Hx 半径x处的磁场强度； NI 为线圈匝数与电流的乘积。 I
Hx S
线圈匝数与电流的乘积NI ，称为磁通势，用字母 F 表示，则有
F = NI 磁通由磁通势产生，磁通势的单位是安[培]。
7.1.4 磁导率
说明: 如果不是均匀磁场，则取B的平均值。 磁感应强度B在数值上可以看成为与磁场方向垂直
的单位面积所通过的磁通,故又称磁通密度。
磁通 的单位:韦[伯](Wb) 1Wb =1V·s
7.1.3 磁场强度
磁场强度H ：介质中某点的磁感应强度 B 与介质
磁导率 之比。
B
H
磁场强度H的单位 ：安培/米（A/m)
不受外磁场的影响而互相抵消，不具有磁化特性。
非磁性材料的磁导率都是常数，有：
0 r1 当磁场媒质是非磁性材料时，有： B( )
B=0H
即 B与 H 成正比，呈线性关系。
由于
Φ
B ,
H NI
O
H( I )
S
l
所以磁通 与产生此磁通的电流 I 成正比，呈
线性关系。
2. 磁性物质 磁性物质内部形成许多小区域，其分子间存在的
N匝 x
解：半径为x处各点的磁场强度为
NI Hx
lx 故相应点磁感应强度为
Bx Hx NI
I
lx
Hx S
由上例可见,磁场内某点的磁场强度 H 只与电流 大小、线圈匝数、以及该点的几何位置有关，与磁
场媒质的磁性() 无关；而磁感应强度 B 与磁场媒
质的磁性有关。
磁路与铁芯线圈电路(共14张PPT)
Φ=BS 磁通Φ又表示穿过某一截面S的磁力线根数，磁感应强度 B在数值上可以看成与磁场方向相垂直的单位面积所通过的 磁通，故又称磁通密度。磁通的国际单位为韦伯（Wb）.
第3页，共14页。
3.磁场强度 磁场强度沿任一闭合路径l的线积分等于此闭合路径所包围的
电流的代数和。磁场强度 H的国际单位是安培/米（ A/m）。 它的方向与磁感应强度B的方向相同。 4.磁导率
解 :（1）由变压比的公式，可以求出副边的匝数为 N2U U1 2N1232601100180
（2）由有功功率公式P2=U2I2cosφ，灯泡是纯电阻负载， cosφ=1，可求得副边电流.11A 36
由变流公式，可求得原边电流为
I1 I2N N1 2 1.1111180000.18
【例4-1】 有一台电压为220/36 V的降压变压器，副边接一盏36 V、40 W的灯泡，试求:（1）若变压器的原边绕组N1=1100匝，副边绕组匝
的，线圈总是装 在铁芯上。开关电器中 数应是多少?（2）灯泡点亮后，原、副边的电流各为多少?
F=NI =Σ I
电磁铁的衔铁上还装有弹簧 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，在线圈和铁芯中不会感应出电动势来，在一定的电压下，线圈中的电流
上式中线圈匝数与电流乘积称为磁通势，用字母F表示，即
F=NI 磁通势的单位是安培（A）。联立上面几个式子，则有
铁损主要由两部分组成 （1）涡流损耗 （2）磁滞损耗
HS NI L/ S
如果线圈中的铁芯换上导磁性能差的非磁性材料，而磁通势 c时，减小电流使H由Hm逐渐减小，B将
磁感应强度B与垂直于磁力线方向的面积S的乘积称为穿过该面的磁通Φ，即
第4章 磁路与铁芯线圈电路
第3页，共14页。
3.磁场强度 磁场强度沿任一闭合路径l的线积分等于此闭合路径所包围的
电流的代数和。磁场强度 H的国际单位是安培/米（ A/m）。 它的方向与磁感应强度B的方向相同。 4.磁导率
解 :（1）由变压比的公式，可以求出副边的匝数为 N2U U1 2N1232601100180
（2）由有功功率公式P2=U2I2cosφ，灯泡是纯电阻负载， cosφ=1，可求得副边电流.11A 36
由变流公式，可求得原边电流为
I1 I2N N1 2 1.1111180000.18
【例4-1】 有一台电压为220/36 V的降压变压器，副边接一盏36 V、40 W的灯泡，试求:（1）若变压器的原边绕组N1=1100匝，副边绕组匝
的，线圈总是装 在铁芯上。开关电器中 数应是多少?（2）灯泡点亮后，原、副边的电流各为多少?
F=NI =Σ I
电磁铁的衔铁上还装有弹簧 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，在线圈和铁芯中不会感应出电动势来，在一定的电压下，线圈中的电流
上式中线圈匝数与电流乘积称为磁通势，用字母F表示，即
F=NI 磁通势的单位是安培（A）。联立上面几个式子，则有
铁损主要由两部分组成 （1）涡流损耗 （2）磁滞损耗
HS NI L/ S
如果线圈中的铁芯换上导磁性能差的非磁性材料，而磁通势 c时，减小电流使H由Hm逐渐减小，B将
磁感应强度B与垂直于磁力线方向的面积S的乘积称为穿过该面的磁通Φ，即
第4章 磁路与铁芯线圈电路
电工学(第七版上册)秦曾煌主编
电路
电动势 E 电流 I 电流密度 J l 电阻 R S I + E R _
I E R E l S
l
S
F NI l Rm S
4. 磁路分析的特点 (1)在处理电路时不涉及电场问题，但在处理磁路时离 不开磁场的概念； (2)在处理电路时一般可以不考虑漏电流，但在处理磁 路时一般都要考虑漏磁通； (3)磁路欧姆定律和电路欧姆定律只是在形式上相似。 由于 不是常数，其随励磁电流而变，磁路欧姆定律 不能直接用来计算，只能用于定性分析； (4)在电路中，当 E=0时，I=0；但在磁路中，由于有 剩磁，当 F=0 时， 不为零；
7
例：环形线圈如图，其中媒质是均 匀的，磁导率为，试计算线圈内 部各点的磁感应强度。 解：半径为x处各点的磁场强度为 NI Hx lx NI I 故相应点磁感应强度为 Bx Hx
lx
N匝
x
Hx S
由上例可见,磁场内某点的磁场强度 H 只与电流 大小、线圈匝数、以及该点的几何位置有关，与磁 场媒质的磁性() 无关；而磁感应强度 B 与磁场媒 质的磁性有关。
磁路的欧姆定律是分析磁路的基本定律 1. 引例 环形线圈如图，其中媒质是均 匀的，磁导率 为， 试计算线圈内部 的磁通 。
解：根据安培环路定律，有
N匝 xBiblioteka H dl I设磁路的平均长度为 l，则有 B NI Hl l l S
S I
Hx
即有： Φ NI F
在例1(1)，(2)两种情况下，如线圈中通有同样大 小的电流0.39A，要得到相同的磁通 ，铸铁材料 铁心的截面积和硅钢片材料铁心的截面积，哪一 个比较小？ 【分析】 如线圈中通有同样大小的电流0.39A， 则铁心中的磁场强度是相等的，都是260 A/m。 查磁化曲线可得， B铸铁 = 0.05T、 B硅钢 =0.9T, B硅钢是B铸铁的18倍。 因 =BS，如要得到相同的磁通 ，则铸铁铁 心的截面积必须是硅钢片铁心的截面积的18倍。 结论：如果线圈中通有同样大小的励磁电流，要 得到相等的磁通，采用磁导率高的铁心材料，可 使铁心的用铁量大为降低。
第七章磁路与铁心线圈电路
I2 I1
I3
H
在无分支的均匀磁路（磁路的材料和截面积相同， 在无分支的均匀磁路（磁路的材料和截面积相同， 各处的磁场强度相等） 安培环路定律可写成： 各处的磁场强度相等）中，安培环路定律可写成：
NI = HL
NI：称为磁动势。一般 ：称为磁动势。
表示。 用 F 表示。 F=NI HL：称为磁压降。 ：称为磁压降。 线圈 匝数N I 磁路 长度L
Φ
HL
I
电 路
电动势
U R
电流
电压降
+
E
_
E
I
U
磁路与电路的比较 (二)
磁 路 I
基本定律 磁阻 磁感应 强度 安培环路 定律
Φ
N
F ∑ NI l Φ= Φ Rm = Rm µS B = S = ∑ HL
欧姆定律 电阻 电流 强度 基尔霍夫 电压定律
∑Φ
=0
基尔霍夫 电流定律
电 路 I + _E R
Φ
e
电磁关系： 电磁关系：
u → i( Ni )
dφ φ → e = −N dt dφσ di φσ → eσ = − N = Lσ dt dt
漏磁通（ σ ： 漏磁通（Φ ） 很少的一部分磁通 主要经过空气或其他非导磁媒质而 闭合，这部分磁通称为漏磁通。 闭合，这部分磁通称为漏磁通。 主磁电动势（ σ ： 主磁电动势（e ） 漏磁通在线圈 中产生的感应电动势。 中产生的感应电动势。
2.电流变换 电流变换
i1 N1 + i2 N 2 = i10 N1
由于变压器铁芯材料的导磁率高、 由于变压器铁芯材料的导磁率高、空载励磁电流
ɺ I 很小， 很小，可忽略 。即：ɺ1 N1 + I 2 N2 (i10) ɺ ɺ I1N1 ≈ −I 2 N2
磁路与铁心线圈电路87995
• 本章讨论对象将以变压器和电磁铁为主，重点研究 其电磁特性，为以后研究电动机的基本特性作基础。
目录
6.1 磁路及其分析方法 6.2 交流铁心线圈电路 6.3 变压器 6.4 电磁铁
返回
6.1 磁路及其分析方法
6.1.1磁场的基本物理量：磁感应强度、磁通、 磁场强度、磁导率等。
1、磁感应强度
表示磁场内某点的磁场强弱和方向的物理量。 其与电流之间的方向用右手螺旋法则确定。
需的磁通势F＝NI。
计算均匀磁路要用磁场强度H，即NI＝Hl，
如磁路由不同的材料、长度和截面积的几段组 成，则磁路由磁阻不同的几段串联而成。
NI＝H1 l1＋H2 l2＋＝（H l）
0
I
如：由三段串联而成的
继电器磁路
2
l21
1
l1
S2
S1
B＝f（H）
l1
S1
S2 S0
B1 B2
H1 B＝f（H）
交流铁心线圈的功率损耗主要有铜损和铁损两种。
1. 铜损(Pcu)
i
在交流铁心线圈中, 线圈电阻R +
上的功率损耗称铜损，用Pcu 表示。 Pcu = RI2
u –
式中：R是线圈的电阻；I 是线圈中电流的有效值。
2. 铁损(PFe) 在交流铁心线圈中，处于交变磁通下的铁心内
的功率损耗称铁损，用PFe 表示。它与铁心内磁感 应强度的最大值Bm的平方成正比。
U R I jX σI (E )
设主磁通 msi nt,则
eNd d t Nd d t(m sin t)Nm cots
2 π fm N si( n t 9)0 E m si( nt90 )
有效值 EE 2 m2f2 N m4.44 fN m
目录
6.1 磁路及其分析方法 6.2 交流铁心线圈电路 6.3 变压器 6.4 电磁铁
返回
6.1 磁路及其分析方法
6.1.1磁场的基本物理量：磁感应强度、磁通、 磁场强度、磁导率等。
1、磁感应强度
表示磁场内某点的磁场强弱和方向的物理量。 其与电流之间的方向用右手螺旋法则确定。
需的磁通势F＝NI。
计算均匀磁路要用磁场强度H，即NI＝Hl，
如磁路由不同的材料、长度和截面积的几段组 成，则磁路由磁阻不同的几段串联而成。
NI＝H1 l1＋H2 l2＋＝（H l）
0
I
如：由三段串联而成的
继电器磁路
2
l21
1
l1
S2
S1
B＝f（H）
l1
S1
S2 S0
B1 B2
H1 B＝f（H）
交流铁心线圈的功率损耗主要有铜损和铁损两种。
1. 铜损(Pcu)
i
在交流铁心线圈中, 线圈电阻R +
上的功率损耗称铜损，用Pcu 表示。 Pcu = RI2
u –
式中：R是线圈的电阻；I 是线圈中电流的有效值。
2. 铁损(PFe) 在交流铁心线圈中，处于交变磁通下的铁心内
的功率损耗称铁损，用PFe 表示。它与铁心内磁感 应强度的最大值Bm的平方成正比。
U R I jX σI (E )
设主磁通 msi nt,则
eNd d t Nd d t(m sin t)Nm cots
2 π fm N si( n t 9)0 E m si( nt90 )
有效值 EE 2 m2f2 N m4.44 fN m
第七章 磁路和铁心线圈电路
磁性物质没有外场时，各磁畴是混乱排列的，磁 场互相抵消。
如图所示
2019/8/8
返回
15
当在外磁场作用下，磁畴就逐渐转到与外场一致的方 向上WX，H 即产生了一个与外WX场H 方向一致的磁化磁场，WXH从 而磁性物质内的磁感应强度大大增加。就是说磁性物 质被强烈的磁化了。
磁性物质被广泛地应用于
电工设备中，电动机、电磁
I
右图所示继电器的磁路就是由三段串联 2
l2
B1/S1 B2/S2
S2
0
1
S0 S1
l1
S1
2019/8/8
22
气隙中的磁场强度H0
WXH
WXH
H 0B 0/04 B 1 0 0 7A /m
WXH
I
B0的单位为特斯拉，若用高 斯为单位，则
2 l2
H 04 B 1 0 0 38B 0 0(A /m ) S2
WXH
WXH
WXH
的 单 H B 的 的 位 单 单 韦 安 //米 米 2 位 位 安 伏 米 秒 欧 米 秒 亨 米
真空磁导率μ0：实验测得，真空的磁导率
0410 7H/m
相对磁导率：某种物质的磁导率μr与真空磁导率μ0的比值称为
相对磁导率，用μr表示。
r
0
备或电磁元件中要放置一定形状的铁心。绝大部分磁
通将通过铁心形成闭合路径——磁路。
图示为交流接触器的
磁路，磁通经过铁心和空
气隙而闭合。
lH dl I
得出 INHl B lSl
或 IN F
2019/8/8
l/S Rm
20
IN F 式W中XH ：Fl=/INS称为Rm 磁动势WXH ，此为产生磁通的激励WXH Rm 称为磁阻是磁路对磁通具有阻碍作用的
如图所示
2019/8/8
返回
15
当在外磁场作用下，磁畴就逐渐转到与外场一致的方 向上WX，H 即产生了一个与外WX场H 方向一致的磁化磁场，WXH从 而磁性物质内的磁感应强度大大增加。就是说磁性物 质被强烈的磁化了。
磁性物质被广泛地应用于
电工设备中，电动机、电磁
I
右图所示继电器的磁路就是由三段串联 2
l2
B1/S1 B2/S2
S2
0
1
S0 S1
l1
S1
2019/8/8
22
气隙中的磁场强度H0
WXH
WXH
H 0B 0/04 B 1 0 0 7A /m
WXH
I
B0的单位为特斯拉，若用高 斯为单位，则
2 l2
H 04 B 1 0 0 38B 0 0(A /m ) S2
WXH
WXH
WXH
的 单 H B 的 的 位 单 单 韦 安 //米 米 2 位 位 安 伏 米 秒 欧 米 秒 亨 米
真空磁导率μ0：实验测得，真空的磁导率
0410 7H/m
相对磁导率：某种物质的磁导率μr与真空磁导率μ0的比值称为
相对磁导率，用μr表示。
r
0
备或电磁元件中要放置一定形状的铁心。绝大部分磁
通将通过铁心形成闭合路径——磁路。
图示为交流接触器的
磁路，磁通经过铁心和空
气隙而闭合。
lH dl I
得出 INHl B lSl
或 IN F
2019/8/8
l/S Rm
20
IN F 式W中XH ：Fl=/INS称为Rm 磁动势WXH ，此为产生磁通的激励WXH Rm 称为磁阻是磁路对磁通具有阻碍作用的
磁路和铁心线圈电路
磁路和铁心线圈电路
汇报人：文小库
2024-01-10
CONTENTS
• 磁路概述 • 铁心线圈电路 • 磁路与铁心线圈电路的关系 • 磁路和铁心线圈电路的应用 • 磁路和铁心线圈电路的发展趋
势
01
磁路概述
磁路的基本概念
磁路
指磁力线在铁磁物质中形成的路径，是磁 感应线穿过铁心、绕过线圈的闭合路径。
线圈的匝数和电流的大小 可以改变磁场强度和磁通 量。
铁心线圈的电气特性
直流电阻
线圈的直流电阻取决于导线的材料和截面 积，以及线圈的匝数和长度。
交流电阻
由于集肤效应和邻近效应，交流电阻大于 直流电阻。
电感
铁心线圈具有电感，电感量与线圈的匝数 、磁路长度和截面积有关。
品质因数
品质因数表示线圈性能的好坏，与线圈的 损耗和电感量有关。
电动汽车
磁路和铁心线圈电路可以 用于电动汽车的电机控制 器，提高电机的效率和可 靠性。
谢谢您的聆听
THANKS
04
磁路和铁心线圈电路的应用
电机控制中的应用
电机驱动
磁路和铁心线圈电路在电机驱动 中起着关键作用，通过控制电流 的流向和强度，可以精确地控制 电机的旋转方向和速度。
电机保护
利用磁路和铁心线圈电路，可以 监测电机的运行状态，当电机出 现异常时，能够及时切断电源， 保护电机不受损坏。
变压器设计中的应用
电压转换
磁路和铁心线圈电路是变压器实现电 压转换的核心部分，通过改变线圈的 匝数或铁心的尺寸，可以实现电压的 升高或降低。
电流调节
通过磁路和铁心线圈电路，可以调节 变压器输出的电流大小，以满足不同 负载的需求。
电磁感应加热中的应用
高效加热
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2024-01-10
CONTENTS
• 磁路概述 • 铁心线圈电路 • 磁路与铁心线圈电路的关系 • 磁路和铁心线圈电路的应用 • 磁路和铁心线圈电路的发展趋
势
01
磁路概述
磁路的基本概念
磁路
指磁力线在铁磁物质中形成的路径，是磁 感应线穿过铁心、绕过线圈的闭合路径。
线圈的匝数和电流的大小 可以改变磁场强度和磁通 量。
铁心线圈的电气特性
直流电阻
线圈的直流电阻取决于导线的材料和截面 积，以及线圈的匝数和长度。
交流电阻
由于集肤效应和邻近效应，交流电阻大于 直流电阻。
电感
铁心线圈具有电感，电感量与线圈的匝数 、磁路长度和截面积有关。
品质因数
品质因数表示线圈性能的好坏，与线圈的 损耗和电感量有关。
电动汽车
磁路和铁心线圈电路可以 用于电动汽车的电机控制 器，提高电机的效率和可 靠性。
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THANKS
04
磁路和铁心线圈电路的应用
电机控制中的应用
电机驱动
磁路和铁心线圈电路在电机驱动 中起着关键作用，通过控制电流 的流向和强度，可以精确地控制 电机的旋转方向和速度。
电机保护
利用磁路和铁心线圈电路，可以 监测电机的运行状态，当电机出 现异常时，能够及时切断电源， 保护电机不受损坏。
变压器设计中的应用
电压转换
磁路和铁心线圈电路是变压器实现电 压转换的核心部分，通过改变线圈的 匝数或铁心的尺寸，可以实现电压的 升高或降低。
电流调节
通过磁路和铁心线圈电路，可以调节 变压器输出的电流大小，以满足不同 负载的需求。
电磁感应加热中的应用
高效加热
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不受外磁场的影响而互相抵消，不具有磁化特性。
非磁性材料的磁导率都是常数，有：
0 r1 当磁场媒质是非磁性材料时，有： B( )
B=0H
即 B与 H 成正比，呈线性关系。
由于 B Φ , H NI
O
H( I )
S
l
所以磁通 与产生此磁通的电流 I 成正比，呈
线性关系。
2021/3/4
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磁感应强度B :
表示磁场内某点磁场强弱和方向的物理量。
磁感应强度B的方向: 与电流的方向之间符合右手螺旋定则。
磁感应强度B的大小:
B F lI
磁感应强度B的单位: 特斯拉(T)，1T = 1Wb/m2
均匀磁场: 各点磁感应强度大小相等，方向相同的 磁场，也称匀强磁场。
2021/3/4
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2021/3/4
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7.2.2 磁饱和性
磁性物质由于磁化所产生的磁化磁场不会随着
外磁场的增强而无限的增强。当外磁场增大到一定
程度时，磁性物质的全部磁畴的磁场方向都转向与
外部磁场方向一致，磁化磁场的磁感应强度将趋向
某一定值。如图。
BJ 磁场内磁性物质的磁化磁场 的磁感应强度曲线；
Bx Hx
NI
I
lx
Hx S
由上例可见,磁场内某点的磁场强度 H 只与电流大 小、线圈匝数、以及该点的几何位置有关，与磁场
媒质的磁性() 无关；而磁感应强度 B 与磁场媒质
的磁性有关。
2021/3/4
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7.1.5 物质的磁性
1. 非磁性物质 非磁性物质分子电流的磁场方向杂乱无章，几乎
2. 了解变压器的基本结构、工作原理、运行特性和 绕组的同极性端，理解变压器额定值的意义；
3. 掌握变压器电压、电流和阻抗变换作用； 4.了解三相电压的变换方法； 5. 了解电磁铁的基本工作原理及其应用知识。
2021/3/4
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7.1 磁场的基本物理量
7.1.1 磁感应强度
7.1.2 磁通
磁通 ：穿过垂直于B方向的面积S中的磁力线总数。
在均匀磁场中 = B S 或 B= /S
说明: 如果不是均匀磁场，则取B的平均值。 磁感应强度B在数值上可以看成为与磁场方向垂直
的单位面积所通过的磁通,故又称磁通密度。
磁通 的单位:韦[伯](Wb) 1Wb =1V·s
7.1.3 磁场强度
2. 磁性物质 磁性物质内部形成许多小区域，其分子间存在的一 种特殊的作用力使每一区域内的分子磁场排列整齐， 显示磁性，称这些小区域为磁畴。
在没有外磁场作用的普通磁性物质中，各个磁畴排 列杂乱无章，磁场互相抵消，整体对外不显磁性。
磁
外
畴
磁
场
பைடு நூலகம்
在外磁场作用下，磁畴方向发生变化，使之与外
磁场方向趋于一致，物质整体显示出磁性来，称为 磁化。即磁性物质能被磁化。
0 4π 107 H/m
相对磁导率 r：
任一种物质的磁导率 和真空的磁导率0的比值。
r
0
H 0 H
B B0
2021/3/4
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例：环形线圈如图，其中媒质是均
匀的，磁导率为，试计算线圈内
部各点的磁感应强度。
N匝 x
解：半径为x处各点的磁场强度为
NI Hx
lx 故相应点磁感应强度为
N匝
x
Hx S I
线圈匝数与电流的乘积NI ，称为磁通势，用字母 F 表示，则有
F = NI 磁通由磁通势产生，磁通势的单位是安[培]。
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7.1.4 磁导率
磁导率 ：表示磁场媒质磁性的物理量，衡量物质
的导磁能力。
磁导率 的单位：亨/米（H/m）
真空的磁导率为常数，用 0表示，有：
解: 取磁通作为闭合回线，以 其 方向作为回线的围绕方向，则有：
Hdl I
H d l Hx lx Hx 2 x
I NI
Hx 2π x NI
I
N匝
x
Hx S
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故得： Hx
NI 2π x
NI lx
式中：N 线圈匝数；
lx=2x是半径为x的圆周长； Hx 半径x处的磁场强度； NI 为线圈匝数与电流的乘积。
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7.2 磁性材料的磁性能
磁性材料主要指铁、镍、钴及其合金等。
7.2.1 高导磁性
磁性材料的磁导率通常都很高，即 r 1 (如坡 莫合金，其 r 可达 2105 ) 。
磁性材料能被强烈的磁化，具有很高的导磁性 能。
磁性物质的高导磁性被广泛地应用于电工设备 中，如电机、变压器及各种铁磁元件的线圈中都 放有铁心。在这种具有铁心的线圈中通入不太大 的励磁电流，便可以产生较大的磁通和磁感应强 度。
第7章 磁路与铁心线圈电路
7.1 磁场的基本物理量 7.2 磁性材料的磁性能 7.3 磁路及其基本定律 7.4 交流铁心线圈电路 7.5 变压器 7.6 电磁铁
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第7章 磁路与铁心线圈电路
本章要求：
1. 理解磁场的基本物理量的意义，了解磁性材料的 基本知识及磁路的基本定律，会分析计算交流铁 心线圈电路；
安培环路定律电流正负的规定： 任意选定一个闭合回线的围绕方向，凡是电流方
向与闭合回线围绕方向之间符合右螺旋定则的电流
作为正、反之为负。
在均匀磁场中 Hl = IN 或 H IN l
安培环路定律将电流与磁场强度联系起来。
2021/3/4
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例: 环形线圈如图，其中媒质是均匀的， 试计算 线 圈内部各点的磁场强度。
B0 磁场内不存在磁性物质时的 磁感应强度直线；
B BJ曲线和B0直线的纵坐标相 加即磁场的 B-H 磁化曲线。
B
b•
B
a•
BJ
B0
O
磁化曲线 H
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B-H 磁化曲线的特征：
磁场强度H ：介质中某点的磁感应强度 B 与介质
磁导率 之比。 H B
磁场强度H的单位 ：安培/米（A/m)
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安培环路定律（全电流定律）
Hdl I
I1 H
式中： H d l 是磁场强度矢量沿任意闭合
I2
线(常取磁通作为闭合回线)的线积分；
I 是穿过闭合回线所围面积的电流的代数和。
非磁性材料的磁导率都是常数，有：
0 r1 当磁场媒质是非磁性材料时，有： B( )
B=0H
即 B与 H 成正比，呈线性关系。
由于 B Φ , H NI
O
H( I )
S
l
所以磁通 与产生此磁通的电流 I 成正比，呈
线性关系。
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磁感应强度B :
表示磁场内某点磁场强弱和方向的物理量。
磁感应强度B的方向: 与电流的方向之间符合右手螺旋定则。
磁感应强度B的大小:
B F lI
磁感应强度B的单位: 特斯拉(T)，1T = 1Wb/m2
均匀磁场: 各点磁感应强度大小相等，方向相同的 磁场，也称匀强磁场。
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7.2.2 磁饱和性
磁性物质由于磁化所产生的磁化磁场不会随着
外磁场的增强而无限的增强。当外磁场增大到一定
程度时，磁性物质的全部磁畴的磁场方向都转向与
外部磁场方向一致，磁化磁场的磁感应强度将趋向
某一定值。如图。
BJ 磁场内磁性物质的磁化磁场 的磁感应强度曲线；
Bx Hx
NI
I
lx
Hx S
由上例可见,磁场内某点的磁场强度 H 只与电流大 小、线圈匝数、以及该点的几何位置有关，与磁场
媒质的磁性() 无关；而磁感应强度 B 与磁场媒质
的磁性有关。
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7.1.5 物质的磁性
1. 非磁性物质 非磁性物质分子电流的磁场方向杂乱无章，几乎
2. 了解变压器的基本结构、工作原理、运行特性和 绕组的同极性端，理解变压器额定值的意义；
3. 掌握变压器电压、电流和阻抗变换作用； 4.了解三相电压的变换方法； 5. 了解电磁铁的基本工作原理及其应用知识。
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7.1 磁场的基本物理量
7.1.1 磁感应强度
7.1.2 磁通
磁通 ：穿过垂直于B方向的面积S中的磁力线总数。
在均匀磁场中 = B S 或 B= /S
说明: 如果不是均匀磁场，则取B的平均值。 磁感应强度B在数值上可以看成为与磁场方向垂直
的单位面积所通过的磁通,故又称磁通密度。
磁通 的单位:韦[伯](Wb) 1Wb =1V·s
7.1.3 磁场强度
2. 磁性物质 磁性物质内部形成许多小区域，其分子间存在的一 种特殊的作用力使每一区域内的分子磁场排列整齐， 显示磁性，称这些小区域为磁畴。
在没有外磁场作用的普通磁性物质中，各个磁畴排 列杂乱无章，磁场互相抵消，整体对外不显磁性。
磁
外
畴
磁
场
பைடு நூலகம்
在外磁场作用下，磁畴方向发生变化，使之与外
磁场方向趋于一致，物质整体显示出磁性来，称为 磁化。即磁性物质能被磁化。
0 4π 107 H/m
相对磁导率 r：
任一种物质的磁导率 和真空的磁导率0的比值。
r
0
H 0 H
B B0
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例：环形线圈如图，其中媒质是均
匀的，磁导率为，试计算线圈内
部各点的磁感应强度。
N匝 x
解：半径为x处各点的磁场强度为
NI Hx
lx 故相应点磁感应强度为
N匝
x
Hx S I
线圈匝数与电流的乘积NI ，称为磁通势，用字母 F 表示，则有
F = NI 磁通由磁通势产生，磁通势的单位是安[培]。
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7.1.4 磁导率
磁导率 ：表示磁场媒质磁性的物理量，衡量物质
的导磁能力。
磁导率 的单位：亨/米（H/m）
真空的磁导率为常数，用 0表示，有：
解: 取磁通作为闭合回线，以 其 方向作为回线的围绕方向，则有：
Hdl I
H d l Hx lx Hx 2 x
I NI
Hx 2π x NI
I
N匝
x
Hx S
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故得： Hx
NI 2π x
NI lx
式中：N 线圈匝数；
lx=2x是半径为x的圆周长； Hx 半径x处的磁场强度； NI 为线圈匝数与电流的乘积。
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7.2 磁性材料的磁性能
磁性材料主要指铁、镍、钴及其合金等。
7.2.1 高导磁性
磁性材料的磁导率通常都很高，即 r 1 (如坡 莫合金，其 r 可达 2105 ) 。
磁性材料能被强烈的磁化，具有很高的导磁性 能。
磁性物质的高导磁性被广泛地应用于电工设备 中，如电机、变压器及各种铁磁元件的线圈中都 放有铁心。在这种具有铁心的线圈中通入不太大 的励磁电流，便可以产生较大的磁通和磁感应强 度。
第7章 磁路与铁心线圈电路
7.1 磁场的基本物理量 7.2 磁性材料的磁性能 7.3 磁路及其基本定律 7.4 交流铁心线圈电路 7.5 变压器 7.6 电磁铁
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第7章 磁路与铁心线圈电路
本章要求：
1. 理解磁场的基本物理量的意义，了解磁性材料的 基本知识及磁路的基本定律，会分析计算交流铁 心线圈电路；
安培环路定律电流正负的规定： 任意选定一个闭合回线的围绕方向，凡是电流方
向与闭合回线围绕方向之间符合右螺旋定则的电流
作为正、反之为负。
在均匀磁场中 Hl = IN 或 H IN l
安培环路定律将电流与磁场强度联系起来。
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例: 环形线圈如图，其中媒质是均匀的， 试计算 线 圈内部各点的磁场强度。
B0 磁场内不存在磁性物质时的 磁感应强度直线；
B BJ曲线和B0直线的纵坐标相 加即磁场的 B-H 磁化曲线。
B
b•
B
a•
BJ
B0
O
磁化曲线 H
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B-H 磁化曲线的特征：
磁场强度H ：介质中某点的磁感应强度 B 与介质
磁导率 之比。 H B
磁场强度H的单位 ：安培/米（A/m)
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安培环路定律（全电流定律）
Hdl I
I1 H
式中： H d l 是磁场强度矢量沿任意闭合
I2
线(常取磁通作为闭合回线)的线积分；
I 是穿过闭合回线所围面积的电流的代数和。