平均磁路长度计算
磁路和电路基础知识
第一章 磁路和电路基础知识电路是由电气元件和设备组成的总体。
它提供了电流通过的途径，进行能量的转换、 电能的传输和分配，以及信号的处理等。
例如，发电机将机械能转换为电能：电动机将电 能转换成机械能：变压器和配电线路把电能分配给各用电设备：电子放大器或磁放大器可 把所施加的信号经过处理后输出。
一台大型工程机械的电路是由若干简单电路组成的。
因此，掌握简单电路的规律、特 点和分析方法是学懂整机电路并指导实践的必要基础。
为了满足初学电工者的要求和节省 查阅参考书的时间，本章对大型工程机械电路中必要的磁路和电路基础知识有重点地作了 介绍。
1.1 磁路和磁化电和磁是紧密相关的，电流能产生磁场，而变动的磁场或导体切割磁力线又会产生电 动势。
初学电工者往往只注意电而不重视磁。
其实在很多情况下没有磁路知识是不可能学 懂电路的，例如电机、变压器、互感器、接触器和磁放大器等的工作原理都与磁密切相关。
图1.1是一个均匀密绕的空心环形线圈，匝数为 。
当电流I 通过线圈时，在环形线圈内就产生磁场。
环内磁力线是一些以o 为圆心的同心圆，其方向可用右手螺旋定则确定。
磁力线通过的路径称为磁路，环形线圈的磁路是线圈所包围的圆环。
图1.1 环形线圈(一)磁感应强度描述某点磁场强弱和方向的物理量称为磁感应强度。
它不但有大小而且有方向，是一个矢量。
它的方向与该点的磁力线方向一致。
环形线圈内中心线上P 点的磁感应强度lIw r Iw B μπμ==2 （1.1） 式中 μ --表征磁路介质对磁场影响的 物理量，叫做导磁率： r --P 点到圆心的距离：l --磁路的平均长度。
（二）磁通为了描述磁路某一截面上的磁场情况，把该截面上的磁感应强度平均值与垂直于磁感应强度方向的面积s 的乘积称为通过这块面积的磁通，即Bs =φ （1.2）（三）磁场强度为了排除介质对磁场的影响，使计算更加方便，引入磁场强度这个物理量，其定义是μB H =（1.3）环形线圈中P 点的磁场强度为 lIw BH ==μ （1.4） （四）磁势环形线圈中的磁通是因为在w 匝的线圈中通过电流I 而产生的，所以仿照电路中电势的意义把w 与I 的乘积称为磁势[]Iw F = （1.5）(五)磁阻描述磁路对磁通阻碍作用大小的物理量称为磁阻。
电工基础四：磁路与变压器
（2）硬磁材料：
磁滞回线较宽，比 如碳钢等。
一般用来制造永久 磁铁。
（3）矩磁材料：
磁滞回线接近矩形， 比如铁氧体材料。一 般用于计算机或控制 系统中的记忆元件。
B
B
B
H
H
H
§3 磁路及磁路的基本定律
1 磁路
i
u
s
： 主磁通 s ：漏磁通 i ：励磁电流
在铁芯线圈中，铁芯是由高导磁率的材料作成的。当线圈通有电流时，磁通的绝大部分通过铁
磁导率的单位
亨/米（H/m）
一般将其它任意一种物质的磁导率与真空的磁导率 0作比较，定义
r= /0
r 称为相对磁导率
自然界的物质按磁导 率的大小，分为磁性 材料和非磁性材料。
非磁性材料：≈0 、r≈ 1 磁性材料： >>0 、r >>1
4 磁场强度H
磁场强度H是计算磁场时所引用的一个物理量，它也 是一个矢量。
§6 电磁铁
电磁铁是自动控制系统中广泛应用的一种执行元件。它是利用 通电的铁心线圈产生电磁吸力吸引衔铁，使衔铁运动而作功。
电磁
铁的结构 型式很多， 但都由铁 心、线圈 和衔铁三 部分组成， 它们的工 作原理也 都相同。
衔铁 线圈 铁心
电磁铁按励磁电流的不同分直流电磁铁和交流电磁铁两类。
1 直流电磁铁 直流电磁铁的电磁吸力为：
（1）当铁芯材料为铸铁时，
由磁化曲线可查得： I
Hl
9000 0.45
13.（5 A）
B=0.9T→H=9000A/m N
300
（2）当铁芯材料为硅钢片时，
由磁化曲线可查得： I
Hl
260
0.45
(第5讲)电机设计 第三章 磁路计算-LF
B jav =
因此， 因此，
2 Bj 3
•
Fj= Hj1 Lj1＋ Hj2 Lj2＝Hj1αp′Lj+ Hj2(1-αp′)Lj 一般4极以上电机，Fj= HjL知识点回顾
齿部齿压降的计算
轭部磁压降的计算
课后作业
3 、 4 、 5、 8
′ • 因此 ∴ Btx = Btx + µ 0 H sx ⋅ k s 近似假设圆柱形表面为等磁位面, 故H sx = H tx = H t 中原工学院信息商务学院
电机设计 第三章
根据磁化曲线、直线求H 根据磁化曲线、直线求Ht
一般形式： 一般形式：Bt＝ Bt’-μ0KsHt （直线） 直线）
Bt = Bt′ − 1.257 H t ⋅ k s
t 2
→ →
H tr H
齿根处
t
1 2
齿中部
Bδ lef t Btt = K Felt′btt
→
H tt
齿顶处
1 H t = ( H tr + H 1 + H tt ) t 6 2 Ft = H t Lt
用图解法求取实际齿磁密和相应磁场强度 中原工学院信息商务学院
电机设计 第三章
齿磁密B >1.8T时 2. 齿磁密Bt>1.8T时：
Φ j ( x)
• 式中：lj—轭部轴向长度（不包括通风道） 式中： 轭部轴向长度（ 轭部轴向长度 不包括通风道） • 轭部计算高度（ hj’—轭部计算高度（对于矩形齿hj’＝ hj） 轭部计算高度 对于矩形齿h ＝
• Bj求得后，Hj可查表得出。 Bj求得后，Hj可查表得出。 求得后 可查表得出
• ∴
Bt′根据第一种方法可求
磁阻计算公式及单位
磁阻计算公式及单位磁阻这个概念在物理学中可是相当重要的呢！咱们先来说说磁阻的计算公式。
磁阻用符号 Rm 表示，它的计算公式是：Rm = l / (μA) 。
这里的“l”代表磁路长度，“μ”是磁导率，“A”则是磁路的横截面积。
要说理解磁阻，我想起了之前给学生们讲这个知识点的一件趣事。
当时，我在课堂上讲解磁阻的概念，有个调皮的小家伙举着手大声说：“老师，这磁阻怎么感觉这么抽象，能不能来点实际的例子让我们明白明白？”这一下，把全班同学都逗乐了。
我想了想，从讲台上拿起一块磁铁和一些小铁钉，然后在黑板上画了一个简单的磁路示意图。
我跟同学们说：“咱们就把这个磁铁产生的磁力线想象成水流，磁路就是水管。
水管越长，水流通过的阻力是不是就越大？同样的，磁路长度 l 越长，磁阻就越大。
再看这个水管的粗细，如果水管很细，水流通过是不是也不容易？这就好比磁路的横截面积 A 越小，磁阻就越大。
而磁导率μ 呢，就像是水管的光滑程度，越光滑，水流阻力越小，磁导率越高，磁阻就越小。
”同学们听了之后，恍然大悟的表情让我特别有成就感。
接下来咱们再聊聊磁阻的单位。
磁阻的单位是亨利（H）。
这就好比长度的单位是米，重量的单位是千克一样，亨利就是磁阻的标准度量单位。
在实际应用中，磁阻的概念可广泛啦！比如说在电机设计中，工程师们就得考虑磁路中的磁阻，来优化电机的性能，让电机更高效、更节能。
还有在变压器的制造中，合理控制磁路的磁阻，能够提高变压器的转换效率，减少能量损耗。
总之，磁阻虽然听起来有点复杂，但只要咱们掌握了计算公式和单位，再结合实际的例子去理解，就能轻松搞定它！就像咱们解决那一个个有趣的物理难题一样，只要用心，都不在话下。
[电子电路]如何用环形铁芯制作输出变压器单端甲类小胆机
![[电子电路]如何用环形铁芯制作输出变压器单端甲类小胆机](https://img.taocdn.com/s3/m/cdf9aca2680203d8ce2f244c.png)
如何用环形铁芯制作输出变压器单端甲类小胆机 (1)感谢到访我的主页：/hechaoscut(文档西游)本文档格式为WORD,若不是word文档,则说明不是原文档。
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很多朋友实际做出来的胆机效果并不理想，究其原因主要有两点：1、由于电子管电路及其应用的知识是上个世纪五．六十年代的教科书中才有，以后基本上就没有传授电子管知识了。
所以稍年轻一些的发烧友对电子管知识了解得不是很透彻。
2、现在很多自己动手制作胆机的朋友很多都是按照一些参考电路来仿制，其对参考电路中的很多技术参数心中并不清楚，只是照葫芦画瓢，心中没底自然设计出的成品就不一定能达到预期的效果。
我根据自己的一点点知识和经验与大家共同探讨一些胆机设计、制作中的问题。
如有不妥望大家批评指正。
本文主要探讨单端甲类小功率胆机中的一些问题，因为甲类单端胆机是音色最好的电路形式之一，也是发烧友们自制较多的电路形式之一。
1、甲类单端胆机这种形式一般采用单只功率管进行放大，受功放管自身最大耗散功率的限制，输出功率一般都不会很大，常见的电路中输出功率一般在1W-15W之间。
表1是一些常见功放管组成的甲类单端功放电路的输出功率和一些常用参数。
表1中的输出功率值与屏极工作电压和负载阻抗(输出变压器初级阻抗)有很大关系，任何一个数据的变化都会引起输出功率值的变化。
适宜使用的场合与所用音箱的灵敏度有关，灵敏度越高使用面积越大。
电子管型号灯丝电压灯丝电流最大屏极耗散功率管脚形式电源变压器功率输出功率适宜使用的场合KT88,6550 6.3V/1.6A 40W 8脚管座 150W 15W 30平米以上的房间EL34,6CA7 6.3V/1.5A 25W 8脚管座 120W 11W 15-30平米的房间6L6G,6P3P 6.3V/0.9A 19W 8脚管座 100W 8.5W 15-30平米的房间807,FU-7 6.3V/0.9A 25W 5脚管座 100W 10W 15-30平米的房间6P14,EL84 6.3V/0.76A 12W 小9脚管座 80W 5.4W 15平米以下的房间6P15 6.3V/0.76A 12W 小9脚管座 80W 5W 15平米以下的房间6V6,6P6P 6.3V/0.45A 12W 8脚管座 70W 3.8W 15平米以下的房间6P1 6.3V/0.5A 12W 小9脚管座 70W 5W 15平米以下的房间2、输出功率的计算方法有很多不同的版本，各版本的计算结果基本相同，只是计算所需的参数不同。
poco磁芯公式
磁材设计公式
电感（L）可以根据电感系数（AL）算出。
A L=电感系数（nH/N2）
N=绕线圈数
电感量也可以由相对磁导率和有效的磁芯面积。
A=有效磁芯截面积（cm2）
l=有效磁路长度(cm)
μ=相对磁导率(无量纲)
有效磁路长度
对于环形磁芯，磁粉芯面积（A）与磁粉芯横截面面积相同.根据安培定律，有效磁路长度等于安培匝（NI）除以平均磁化力。
利用安培定律和平均磁化力能得出有效磁路长度的计算公式。
OD=磁芯外径（cm）
ID=磁芯内径（cm）
磁芯磁通密度
利用法拉第定律，最大磁通密度（B max）可以用下面公式算出：
B max=最大磁通密度
E ms=通电电压
磁场强度
利用安培法，磁场强度（H）是
:
N=绕线圈数
I=峰值电流大小（A）
l=有效磁路长度（cm）
磁导率
根据磁场强度可以计算磁通密度，根据一下公式可以计算出相对磁导率
μ=相对导磁率
B=磁通密度(G)
H =磁场强度(O)。
磁路及磁路基本定律
1
10.3
1 磁路
用铁磁性材料制成一个导磁路径，常称为铁心。 将通电线圈绕在铁心上，这样由铁磁性材料所 构成的（包括必须有的气隙在内）通过磁通的 路径即为磁路。
2
永久磁铁
铁心
Φ 气隙
i Φ2
N
S
铁心
（a）磁电式仪表的磁路
Φ 原副 绕绕 组组
（b）心式变压器的磁路
3
边缘 效应
主磁 通
I 漏磁 通
(2) 根据磁路尺寸计算出各段截面积S和平均长度l。
17
Sa (a)(b)ab(ab)
Sb
(r)2
2
r2r
a b
(a)
r
(b)
(a) 矩形截面； (b) 圆形截面
18
(3) 由已知磁通Φ, 算出各段磁路的磁感应强度B=Φ/S。 (4) 根据每一段的磁感应强度求磁场强度, 对于铁磁材 料可查基本磁化曲线。 对于空气隙可用以下公式:
40 180
50
图10-18无分支磁路
20
解：将该无分支磁路按材料和截面不同分为 三段，其各段平均磁路长度为L0、L1、L2。 则： L0=5mm=0.5cm L1=(240-40/2-40/2-5)mm=19.5cm L2=［（240-40/2-40/2)+2（180-40/2-50/2)］
=47cm • 磁路的叠装厚度为：
=(7270×0.5+2.85×19.5+9.96×47)A =4160A • 所以线圈电流I为 I=∑HL/N=4160/200A=20.8A
24
2．已知磁动势求磁通
• （1）先设定一磁通值，然后按照已知磁通求 磁动势的计算步骤求出所需的磁动势。
实验9-实验报告示例-磁滞回线
实验报告（示例）【实验名称】铁磁材料的磁化曲线和磁滞回线【实验目的】1、掌握磁滞、磁滞回线和磁化曲线的概念，加深对铁磁材料的主要物理量：矫顽力、剩磁和磁导率的理解。
2、学会用示波法测绘基本磁化曲线和磁滞回线。
3、根据磁滞回线确定磁性材料的饱和磁感应强度Bs、剩磁Br和矫顽力He 的数值。
4、研究不同频率下动态磁滞回线的区别，并确定某一频率下的磁感应强度Bs、剩磁Br和矫顽力He数值。
5、改变不同的磁性材料，比较磁滞回线形状的变化。
【实验仪器】实验使用的仪器由测试样品、功率信号源、可调标准电阻、标准电容和接口电路等组成。
测试样品有两种，一种是圆形罗兰环，材料是锰锌功率铁氧体，磁滞损耗较小；另一种是EI型硅钢片，磁滞损耗较大些。
信号源的频率在20〜200Hz 间可调；可调标准电阻R i的调节范围为0.1〜11 Q; R2的调节范围为1〜110k Q; 标准电容有0.1卩〜11 H可选。
实验样品的参数如下：样品1:平均磁路长度L=0.130m，铁芯实验样品截面积S=1.24X 10-4m2,线圈匝数：N1=150T, N2=150T; N3=150T。
样品2:平均磁路长度L=0.075m,铁芯实验样品截面积S=1.20X 10-4m2,线圈匝数：N1=150T, N2=150T; N3=150T。
【实验原理】1、磁化曲线此处说明什么是磁化曲线，什么是起始磁化曲线2、磁滞回线此处图示说明以下几个概念：起始磁化曲线，磁滞回线，退磁曲线，剩磁，矫顽力，磁滞现象，极限磁滞回线，基本磁化曲线，磁锻炼3、示波器显示B —H曲线的原理此处图示说明以下概念与公式：图1 B — H 曲线的原理图 加在示波器X 端和Y 端的U X 和U Y ，各参数的意义U X 弋 H U Y 二CR 23、示波器相关旋钮的功能与操作步骤及 H-X 、B-Y 的关系式 此处说明示波器相关旋钮的功能与操作步骤及 H-X 、B-Y 的关系式中各参数的 含义【实验内容】1、 显示和观察2种样品在25Hz 、50Hz 、100Hz 、150Hz 交流信号下的磁滞回线 图形。
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平均磁路长度计算
平均磁路长度是指一个磁路中各部分的磁路长度的平均值，这个
值是评价磁路设计好坏的重要参数之一，因为它直接影响着电机的性能。
下面我们来分步骤探讨如何计算平均磁路长度。
第一步：确定磁路中各部分的磁路长度
在电机磁路设计中，通常会采用矢量图来表示磁路中各部分的长度。
对于一个简单的电机磁路来说，常常包括定子铁心磁路、转子铁
心磁路和空气隙磁路。
在确定各部分磁路长度时，还需考虑一些细节
问题，如转子铁心的长度应该是按照电机的有效长度计算，而定子铁
心则应该根据定子线圈的转数来计算。
第二步：加权平均各部分磁路长度
在加权平均之前，需要为各部分磁路的长度确定一个权值，一般
来说，这个权值是根据各部分的横截面积计算的。
因为横截面积越大
的部分，对于磁通的浓度越高，对电机的磁路有更大的贡献。
因此，
权值的计算方式通常是磁路中各部分的横截面积与总横截面积的比值。
第三步：计算平均磁路长度
经过前两步骤，我们已经确定了各部分磁路的长度和权值，接下
来的计算就非常简单了。
只需要将各部分磁路长度与对应的权值相乘，然后将所有结果相加，最后再除以总权值即可得到平均磁路长度。
这
个值可以用来评估电机磁路的好坏，如果平均磁路长度较小，则说明
电机的磁路设计合理，对于功率密度和效率的提高有一定的帮助。
总之，计算平均磁路长度是电机磁路设计中至关重要的一个环节。
在实际操作中，我们需要仔细考虑各部分磁路长度的确定和权值的计
算方式，以确保计算结果的准确性。
通过不断优化电机的磁路设计，
我们可以提高电机的性能，让电机在各种应用场合中都能够表现出色。