各种结构形式电磁铁通用的磁路计算公式和方法
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
磁路的基本定律
磁路的基本定律磁路的基本定律磁路是指由铁芯和线圈组成的电器元件，在电机、变压器、电磁铁等电气设备中广泛应用。
学习磁路的基本定律对于理解和分析这些设备的工作原理具有重要意义。
一、磁通量1.1 磁通量的定义磁通量是指通过一个闭合曲面内部的总磁场线数，通常用字母Φ表示，单位为韦伯（Wb）。
1.2 磁通量的计算公式根据高斯定理，一个闭合曲面内部的总磁场线数等于该曲面上法向量方向上的磁感应强度积分。
因此，可以用以下公式计算：Φ = ∫B·dS其中，B为磁感应强度（单位为特斯拉），dS为曲面微元（单位为平方米），积分范围为该闭合曲面内部。
二、安培环路定理2.1 安培环路定理的定义安培环路定理是指在一个闭合回路上，沿着任意一条路径积分得到的电流总和相等。
即：∮H·dl = I其中，H为磁场强度（单位为安培/米），dl为路径微元（单位为米），I为该回路内的电流（单位为安培）。
2.2 安培环路定理的应用安培环路定理可以用于分析磁路中的磁通量和磁场强度之间的关系。
例如，在一个闭合回路上，如果有一段铁芯，那么根据安培环路定理，该铁芯内部的磁场强度H应该等于该回路内部电流I所产生的磁通量Φ与铁芯长度l之比。
即：H = Φ / l三、法拉第电磁感应定律3.1 法拉第电磁感应定律的定义法拉第电磁感应定律是指当一个闭合线圈中的磁通量发生变化时，会在线圈中产生感应电动势。
即：ε = -dΦ/dt其中，ε为感应电动势（单位为伏特），Φ为线圈内部的磁通量，t为时间。
3.2 法拉第电磁感应定律的应用法拉第电磁感应定律可以用于分析变压器、发电机等设备中的工作原理。
例如，在一个变压器中，当一侧线圈中的交流电流产生变化时，会在另一侧线圈中产生感应电动势，从而实现电能的传输和变换。
四、磁化曲线4.1 磁化曲线的定义磁化曲线是指在给定条件下，磁通量Φ和磁场强度H之间的关系。
通常用图表或曲线表示。
4.2 磁化曲线的特点磁化曲线的形态取决于铁芯材料的性质和工作状态。
电工电子技术-磁路及其基本定律
一个没有铁芯的载流线圈所产生的磁通是分布在整个空 间的，而当此线圈绕在闭合铁芯上时，由于铁芯的磁导率远 比周围空气或其他非磁性材料的磁导率大，因此，绝大多数 磁通将集中于铁芯内部，并构成回路。这部分磁通称为主磁 通。另外一小部分磁通经过铁芯外的非磁性材料而形成回路， 这部分磁通称为漏磁通。
磁路与电路的关系
Hl I
在下图所示磁路中，应用安培环路定律为：
Hl NI
上式中，线圈匝数与电流的乘积NI称为磁通势（磁动势 ），用字母F表示，即
F NI
2．磁路欧姆定律
NI F
l Rm
S 上式与电路的欧姆定律在形式上相似，故称为磁路欧姆 定律。因铁磁性材料的磁导率μ不是常数，因此，磁路的欧 姆定律通常不能用于定量计算，只能用于定性分析。
我们把这种人为造成的主磁通的闭合路径称为磁路。如 下图所示为几种铁芯构成的磁路。
1．安培环路定律
安培环路定律又称为全电流定律，它是计算磁路的基本 公式，其数学表形式， 即在磁场中，任选一磁力线作为闭合回线，若闭合回线上各 点的磁场强度H相等，且其方向与闭合回线的切线方向一致 ，则磁场强度H与闭合回线的长度l的乘积就等于闭合回线内 所包围的电流总和ΣI，其表达式为：
永磁体密封磁路计算小结
磁路计算小结一磁路计算常用物理量磁密的单位Gs：1T = 104 Gs ；1Gs = 10-4 T；磁化强度M的单位Gs：磁矩μ的单位是emu，1 emu = 10-3 A m2磁化强度M的单位是emu/cm3，1 emu/cm3 =1Gs 1 A/m = 10-3 emu/cm3 1Gs = 1emu/cm3 = 10-3 A m2/cm3 = 103 A/m1Gs = 103 A/m二磁路基本定律1．安培环路定律H恰好等由麦克斯韦方程可知，沿着任何一条闭合回线L，磁场强度H的线积分值⎰⋅L dl于该闭合回路所包围的总电流值∑i（代数和），即∑⎰=Hdl⋅iL式中，若电流的正方向与闭合回线的环行方向符合右手螺旋关系，i取正号，否则i取负号。
若沿着回线L，磁场强度H的方向总是切线方向、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匝线圈提供，则上式将简化为HL=Ni（1）安培定则也叫右手螺旋定则，是表示电流和电流激发磁场的磁感线方向间关系的定则。
●通电直导线中的安培定则（安培定则一）用右手握住通电直导线，让大拇指指向电流的方向，那么四指的指向就是磁感线的环绕方向；●通电螺线管中的安培定则（安培定则二）用右手握住通电螺线管，让四指指向电流的方向，那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。
2．磁路的欧姆定律设环形螺线管铁心的截面积为A，磁通量密度为B，总磁通量为Φ，则有=Φ（2.1）BAμ=HA设线圈匝数为N，螺线管平均长度为l，给线圈通电流I，根据安培环路定律，则有HL NI =所以l NI H /=代入式（2.1），则有l NIA /μ=Φ 整理得Al NI⋅=Φμ1 或RNI=Φ （2.2） 式中AlR ⋅=μ （2.3） 在电路中，设电动势（电压）为E ，电阻为R ，电流为I ，则有电路的欧姆定律RE I =设导体电阻率为σ，长度为l ，截面积为S ，则回路的电阻为Sl R ⋅=σ 由于式(2.2)与电路中的欧姆定律非常相似，所以称之为磁路的欧姆定律。
电磁学相关计算公式
电磁学相关计算公式电磁学相关计算公式1．磁通量与磁通密度相关公式：Ф= B * S⑴Ф ----- 磁通(韦伯)B ----- 磁通密度(韦伯每平方米或高斯) 1韦伯每平方米=104高斯S ----- 磁路的截面积(平方米)B = H * μ⑵μ ----- 磁导率(无单位也叫无量纲)H ----- 磁场强度(伏特每米)H = I*N / l ⑶I ----- 电流强度(安培)N ----- 线圈匝数(圈T)l ----- 磁路长路(米)2．电感中反感应电动势与电流以及磁通之间相关关系式：E L=⊿Ф/ ⊿t * N⑷E L= ⊿i / ⊿t * L⑸⊿Ф ----- 磁通变化量(韦伯)⊿i ----- 电流变化量(安培)⊿t ----- 时间变化量(秒)N ----- 线圈匝数(圈T)L ------- 电感的电感量(亨)由上面两个公式可以推出下面的公式：⊿Ф/ ⊿t * N = ⊿i / ⊿t * L 变形可得：N = ⊿i * L/⊿Ф再由Ф= B * S可得下式:N = ⊿i * L / ( B * S )⑹且由⑸式直接变形可得：⊿i= E L * ⊿t / L⑺联合⑴⑵⑶⑷同时可以推出如下算式:L =(μ* S )/ l * N2⑻这说明在磁芯一定的情况下电感量与匝数的平方成正比(影响电感量的因素)3．电感中能量与电流的关系：Q L = 1/2 * I2 * L ⑼Q L -------- 电感中储存的能量(焦耳)I -------- 电感中的电流(安培)L ------- 电感的电感量(亨)4．根据能量守恒定律及影响电感量的因素和联合⑺⑻⑼式可以得出初次级匝数比与占空比的关系式：N1/N2 = (E1*D)/(E2*(1-D)) ⑽N1 -------- 初级线圈的匝数(圈) E1 -------- 初级输入电压(伏特)N2 -------- 次级电感的匝数(圈) E2 -------- 次级输出电压(伏特)。
直流电磁铁磁路的分析和计算
２ 采 用 Ａ Ｓ Ｓ有 限元 进 行 “ ” 分 析 Ｎ Ｙ 场 的
对 于 已知 电流密度 分 布 的情 况 ， 根据 Ａ Ｓ Ｓ有 ＮＹ
限元分 析过 程 。首先 ， 建立 二 维 模 型 ， ２一Ｄ轴 对 以 称模 型分 析 ， 进行 智 能 网格 划分 ， 到二 维 网格 剖 分 得 模型 ， 图 ２所 示 。求 解 时 ， 如 采用 电流 激 励 、 置 边 设
６ｍ ／ ｍ
１０ ０
ｄ ｍｍ ／
ｌｏ ｏ
Ｄｍ
２２ ５
＾ｍ ／ ｍ
３ ５ ２ ０
， 匝 ￣ ／
５Ｏ０ ０
ｌ ，
１
图 ２和 图 ３分 别为 ６＝１ｍｍ、８＝４ ｍ、 ０ ｍ ８＝
格划 分 ， 求解 。 再 如 图 ３所示 。求 解后 ， 可求 出电磁 吸力 。可 以 看出， 磁力 线基本 集 中在纵 轴 方 向 ， 即指 向磁 轭 ， 使 铁 心 和 磁 轭 吸 合 。 ２ Ａ Ｓ Ｓ 析 计 算 出 的 各 表 为 ＮＹ 分
态特性磁场力 的计算和分析。“ 的方法 采用 的是 Ａ Ｓ Ｓ分析 方法 ， 场” ＮＹ 对其 结果进 行对 比， 而得 出较合 理 的结 从
论。
关键 词 ： 直 流 电 磁铁
磁 场吸力
Ａ Ｓ Ｓ Ｎ Ｙ
Ｔｈ ａｙ ｉ ｎ ｌｕａ ｉｇ ｏ ｒ ｃ ｒｅ ｔ ｅ Ａｎ ｌｓｓ ａ ｄ Ｃａｃ ｌｔ ｆＤｉ ｔＣｕ ｒ ｎ ｎ ｅ
１０ ｍ 的网格剖分模 型 图和磁力线 分 布结 果 图 。 ０ ｍ
Ａ Ｓ Ｓ的有 限元 分 析过 程主要 包 括前 处理 、 ＮＹ 求
解 和后处 理三 个模块 。建 立 实体 模 型后 ， 行 网 进
磁铁吸引力公式
磁铁吸引力公式直流电磁铁电磁力的计算公式电磁铁是靠磁力产生吸力的。
产生磁场的磁势计算公式是F=NI，N是线圈匝数，I是线圈中的电流，所以呢，线圈过热，可以减小电流，但需要增加匝数。
线圈发热Q=I^2*R*t，R是线圈电阻，所以增加线圈直径也是一个办法，这就相当于减小了R，从而可以减小发热情况，如果线径比较大，就可以适当增加电流，从而增大吸力。
还有，电磁铁的中间插的铁芯材料选择相当重要。
一般选择导磁性能很好的材料，就可以增加不小的吸力。
直流电磁铁电磁力的计算公式电磁铁电磁力计算公式？如题，并说明怎样通过公式计算电磁力，并举例说明。
F=BILSINa，计算电磁铁的电磁力。
在电磁铁和被吸引物中间有一定行程的情况中的计算方法。
解答：磁场强度的计算公式：H=N×I/Le式中：H为磁场强度，单位为A/m；N为励磁线圈的匝数；I为励磁电流(测量值)，单位位A；Le为测试样品的有效磁路长度，单位为m。
磁感应强度计算公式：B=Φ/(N×Ae)式中：B为磁感应强度，单位为Wb/m^2；Φ为感应磁通(测量值)，单位为Wb；N为感应线圈的匝数；Ae为测试样品的有效截面积，单位为m^2。
电磁铁磁力怎么计算?电磁吸力=磁通密度的平方X极面的截面积/2倍的真空中的磁导率。
电工天下如何准确计算电磁铁产生的磁力？是否可以用一个公式计算出电磁铁产生的磁力，其中包括线圈匝数、电流强度、铁心的常数等.得出的数值单位是牛顿。
电磁铁的磁力怎么算?漆包线是1毫米，一共缠了105匝，外径2.8厘米，内径2厘米，电压3伏，电流2.1安.磁力有多大?怎么算?公式是什么?将一个架子上挂上一个拉簧，拉簧上挂一个铁砝码，把电磁铁放在下面，只要通电，砝码会下坠即可。
磁路和等效磁路
第一章磁路和等效磁路1—1 单回路磁路磁路中磁势F 与磁通Ф的关系，与电路中欧姆定律一样。
当复磁阻为F IwZ M =R M +jxM 时Ф= = (1-1) Z M R M +jx MF=IW= Ф(R M +jx M )=Fr+jFa (1-2) Fr=ФR M 是在空气隙d 中磁势降和在磁路中产生磁通的有功磁势总和。
Fa=ФX M 是抵偿磁路中W2线圈内损耗和磁路内铁损的无功磁势总和。
Fr 与Ф同相，Fa 与Ф成90°。
F=IW ，Fr=IrW ，Fa=IaW (1-3) 在矢量图中，将省去匝数W 。
Ir 为磁化电流，Ia 称为损耗电流。
I=Ir+jIa 。
今以Ф为参数轴，将图1—2各矢量画在图1—3中，Ф的感应电势为E ，E=4.44f ФW ，且滞后Ф为90°。
-E 与线圈电阻r W 的电压降Ir W 之矢量和是外加电压U 。
-E 与U 之间的夹角为аw 。
因为有损耗存在，就形成了损耗角а。
又因为磁路中有损耗和线圈中有电阻r W ，线圈中的电流I ，滞后电压U 不是90°而是θ。
串联回路总损耗为IUcos θ，其中，线圈的有功损耗为I 2r W 。
磁路中的总损耗Pc=EIa ，Ia=Fa/W=ФX M /W ，再将E=4.44f ФW 代入，得Pc=4.44f Ф2X M , (1-4) 或X M =Pc/4.44f Ф2 (1-5)1-2 两并联磁路的矢量图在图1—4两并联磁路中，在Ф1的磁路中有空气隙d 1，在Ф2磁路中有空气隙d 2，d 1> d 2。
所以有功磁阻R M1> R M2。
在磁路中只要空气隙存在，有功磁阻产主要的，在两磁路的磁势降均为IW 。
在Ф1磁路中磁化电流和损耗电流为I r1，和I a1，在Ф2磁路中分别为I r2和I a2。
因此，IW=I r1W+jI a1W (1-6) 和 IW=I r2W+jI a2W在矢量图中，将W 省去，则变成：I =I r1 +jI a1 (1-7)和 I =I r2 +jI a2 两磁路的损耗角分别为α1和α2。
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各种结构形式电磁铁通用的磁路计算公式和
方法
电磁铁的磁路计算主要涉及到磁通量、磁势、磁感应强度以及磁阻等概念和公式。
一、闭合磁路的磁通量计算公式：
磁通量（Φ）= 磁感应强度（B）× 磁路截面积（A）
其中，磁感应强度常用特斯拉（T）作单位，磁路截面积单位根据情况可以是平方米（m^2）或平方厘米（cm^2）。
二、磁势的计算公式：
磁势（F）= 磁通量（Φ）/ 磁路长度（l）
其中，磁势常用安培-匝/米（A-turn/m）作单位。
三、磁场中的磁通量和电流之间的关系：
磁通量（Φ）= 磁感应强度（B）× 磁路截面积（A）= 磁场强度（H）× 磁路长度（l）= 磁导率（μ）× 磁场强度（H）× 磁路截面积（A）
其中，磁场强度常用安培/米（A/m）作单位，磁导率常用亨利/米（H/m）作单位。
四、磁阻的计算公式：
磁阻（R）= 磁势（F）/ 磁通量（Φ）
磁阻常用安培-匝/特斯拉（A-turn/T）作单位。
五、电磁铁的通用磁路计算方法：
1. 根据电流和线圈的尺寸计算磁场强度和磁感应强度。
2. 根据磁场强度和线圈的磁导率计算磁势和磁通量。
3. 根据磁通量和磁势计算磁阻。
4. 根据磁阻和磁势计算电磁铁的电磁阻力。
以上是一些常见的电磁铁磁路计算公式和方法，实际计算中根据具体情况和电磁铁的不同结构形式可能会有一些变化。