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电生磁的基本定律是什么?
2016-11-04
电生磁的基本定律——安培环路定律当导体中有电流流过时,就会在导体或电流的周围产生磁场。
磁场计算的依据是安培环路定律。安培环路定律可描述为:沿任意一条闭合磁路,对磁场强度向量进行线积分,结果等于该闭合路径所包围导体电流的代数和。用数学表达可描述为如下形式:式中:l为与电流垂直平面中的任意闭合路径;i1,i2,i3,…为被闭合路径所包围的N根导体中的电流,其正负值代表不同的电流方向。安培环路定律又称为全电流定律,是研究电生磁的基本定律,电流的正方向和所产生磁场的正方向符合右手螺旋关系。如果闭合磁力线是由N匝线圈中的电流i产生,且沿闭合磁力线L上的磁场强度H处处相等,则上式变为式中:Ni称为安匝数,又称为磁路中的磁动势,用F表示,即F=Ni,单位为A(安匝)。
1.磁路电流在它周围的空间建立磁场,磁场的分布常用一些闭合线(磁力线)来描述,磁力线所经的路径称为磁路。磁动势可以看做是磁路中的电动势,磁力线可视为是由磁动势产生的。
2.磁路的欧姆定律将全电流定律的思想应用到闭合磁路上,则有假设在图1-5所示的铁磁回路中,铁芯的导磁率为,铁芯的截面积为S1,磁路的平均长度为l1;而气隙的长度为l2,气隙横截面面积要比铁芯的截面积大,为S2,导磁率为。则由于磁势F=Ni,且H=B/μ=Φ/μS,代入式(1-4)可得为了反映磁路的导磁能力,不妨定义为铁心磁组,显然,磁阻的大小与磁路的结构尺寸以及所采用的磁性材料密切相关。磁路中的磁阻与铁芯的间隙的距离大小成正比,与铁芯的截面面积和导磁率成反比。由于,所以,可以认为磁路中的磁动势几乎完全都降落在间隙两端了,磁路中总的磁阻几乎就等于间隙处的磁阻,是磁路中的最大损耗。因此,变压器铁芯安装时必须减少磁路中的缝隙。但也应看到其导磁率为,它也将提高电流与磁通之间的线性度,降低磁饱和程度。工程中,人们也通常取S1=S2。如果将磁动势F比作电路中的电动势,磁通Φ比作电路中的电流,磁阻比作电路中的电阻,则不难看出,磁路中的磁动势F、磁通Φ和磁阻的关系与电路中的电压、电流和电阻的关系相似。因此,通常将式(1-5)看做是磁路中的欧姆定律。其等效图如图1-6所示。
由图1-6可以看出,和电路中的基尔霍夫定律一样,磁路也有类似的定律。即对有分支的磁路而言,在磁通汇合处的封闭面上磁通的代数和为零表达式(1-6)反映了磁通的连续性原理,称为磁路基尔霍夫第一定律。同样,沿任一闭合磁路,磁压降的代数和等于磁动势的代数和,即表达式(1-7)称为磁路基尔霍夫第二定律。
磁场计算的依据是安培环路定律。安培环路定律可描述为:沿任意一条闭合磁路,对磁场强度向量进行线积分,结果等于该闭合路径所包围导体电流的代数和。用数学表达可描述为如下形式:式中:l为与电流垂直平面中的任意闭合路径;i1,i2,i3,…为被闭合路径所包围的N根导体中的电流,其正负值代表不同的电流方向。安培环路定律又称为全电流定律,是研究电生磁的基本定律,电流的正方向和所产生磁场的正方向符合右手螺旋关系。如果闭合磁力线是由N匝线圈中的电流i产生,且沿闭合磁力线L上的磁场强度H处处相等,则上式变为式中:Ni称为安匝数,又称为磁路中的磁动势,用F表示,即F=Ni,单位为A(安匝)。
1.磁路电流在它周围的空间建立磁场,磁场的分布常用一些闭合线(磁力线)来描述,磁力线所经的路径称为磁路。磁动势可以看做是磁路中的电动势,磁力线可视为是由磁动势产生的。
2.磁路的欧姆定律将全电流定律的思想应用到闭合磁路上,则有假设在图1-5所示的铁磁回路中,铁芯的导磁率为,铁芯的截面积为S1,磁路的平均长度为l1;而气隙的长度为l2,气隙横截面面积要比铁芯的截面积大,为S2,导磁率为。则由于磁势F=Ni,且H=B/μ=Φ/μS,代入式(1-4)可得为了反映磁路的导磁能力,不妨定义为铁心磁组,显然,磁阻的大小与磁路的结构尺寸以及所采用的磁性材料密切相关。磁路中的磁阻与铁芯的间隙的距离大小成正比,与铁芯的截面面积和导磁率成反比。由于,所以,可以认为磁路中的磁动势几乎完全都降落在间隙两端了,磁路中总的磁阻几乎就等于间隙处的磁阻,是磁路中的最大损耗。因此,变压器铁芯安装时必须减少磁路中的缝隙。但也应看到其导磁率为,它也将提高电流与磁通之间的线性度,降低磁饱和程度。工程中,人们也通常取S1=S2。如果将磁动势F比作电路中的电动势,磁通Φ比作电路中的电流,磁阻比作电路中的电阻,则不难看出,磁路中的磁动势F、磁通Φ和磁阻的关系与电路中的电压、电流和电阻的关系相似。因此,通常将式(1-5)看做是磁路中的欧姆定律。其等效图如图1-6所示。
由图1-6可以看出,和电路中的基尔霍夫定律一样,磁路也有类似的定律。即对有分支的磁路而言,在磁通汇合处的封闭面上磁通的代数和为零表达式(1-6)反映了磁通的连续性原理,称为磁路基尔霍夫第一定律。同样,沿任一闭合磁路,磁压降的代数和等于磁动势的代数和,即表达式(1-7)称为磁路基尔霍夫第二定律。