磁路及磁路基本定律

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        1．磁路的概念

        （1）主磁通  当线圈中通以电流后，沿铁心、衔铁和工作气隙构成回路的这部分磁通称为主磁通，占总磁通的绝大部分。

        （2）漏磁通  指没有经过工作气隙和衔铁，而经空气自成回路的这部分磁通称为漏磁通。

        （3）磁路  磁通经过的闭合路径称为磁路。磁路也像电路一样，分为有分支磁路和无分支磁路。在无分支磁路中，通过每一个横截面的磁通都相等。

        2．磁路中的基本定律

        （1）磁路欧姆定律  磁路中也有类似电路欧姆定律的基本关系式：

                                     [sub][/sub]                       （8．1）

        式中，。而磁阻在计算时也有类似电阻计算的关系式

                                         [sub][/sub]                        （8．2）

        式中分别为磁路长度、磁路截面积及铁磁材料的磁导率。

        磁通势（磁动势）F，实验表明通电线圈产生的磁场强弱与线圈内通入电流I的大小及线圈的匝数N成正比，把I与N的乘积称为磁通势，即

        F=NI

        磁通势的单位安（A）

        从上面的分析可知，磁路中的某些物理量与电路中的某些物理量有对应关系，同时磁路中某些物理量之间与电路中某些物理量之间也有相似的关系。表8．1列出了磁路与电路对应的物理量及其关系式。

        表8．1

       

        （2）全电流定律  全电流定律是磁场计算中的一个重要定律，可根据如下公式推导而来：

        根据磁路欧姆定律：[sub][/sub]                  

         

        [sub][/sub]

       

        若研究的磁路具有不同的截面，并且是由不同的材料（如铁心和气隙）构成的，则可以把一个磁路分成许多段来考虑，即把同一截面、同一材料划为一段，可得

       

        （3）基尔霍夫磁通定律  有分支磁路如图8．2所示。任取一闭合面，根据磁通连续性原理，进入闭合面的磁通，必等于流出闭合面的磁通，即穿过闭合面的磁通的代数和为零，此称基尔霍夫磁通定律。

        从图8．1可得出

       

        上式为基尔霍夫磁通定律表达式，与关于电路节点的定律——基尔霍夫电流定律∑i＝0相对应。

        （4）基尔霍夫磁位差定律  磁路可能由多种尺寸、多种材料构成，有的还含有气隙。不同材料，[sub][/sub]，故需分段计算。

        磁路可分为三段：

       

        式中，若H的方向与闭合回线[sub]l[/sub]一致，则[sub]Hl[/sub]号，否则取负号；若电流I的方向与闭合曲线的方向符合右螺旋关系，则NI前面取正号，否则取负号。由于励磁电流是线圈产生磁通的来源，故称NI为磁路的磁通势F，单位为安(A)。式(8．7)表示磁路中沿任意闭合曲线磁位差的代数和等于沿该曲线磁通势的代数和，此称基尔霍夫磁位差定律。

        若将磁通势表示为磁位降（磁位差）方向，也可写成

                                 [sub][/sub]                  （8．8）

        式（8．6）、（8．7）、（8．8）与电路的KCL、KVL相对应。

        当励磁电流为直流时，磁路中产生恒定磁通，此磁路称为恒定磁通磁路，当励磁电流为交流时，产生交变磁通，此称为交变磁通磁路。
            
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