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8.1磁路及磁路基本定律
(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，此称为 基尔霍夫磁通定律。
从图8.1可得出 3 1 2 0 即 3 1 2
亦即
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
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8.1磁路及磁路基本定律
NI lH Um 0
(8-8)
式(8.6)、式(8.7)、式(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
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8.2铁磁性物质的磁化
铁磁性物质被磁化的性能，广泛地应用于电子和电气设备中， 如变压器、继电器、电机等，采用相对磁导率高的铁磁性物 质作为绕组的铁芯，可使同样容量的变压器、继电器和电机 的体积大大缩小，重量大大减轻;半导体收音机的天线线圈绕 在铁氧体磁棒上，可以提高收音机的灵敏度。
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。
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8.1磁路及磁路基本定律
(2)全电流定律。全电流定律是磁场计算中的一个重要定律， 可根据以下公式推导而来:
根据磁路欧姐定律： F / Rm
将
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8.1磁路及磁路基本定律
2.磁路中的基本定律
(1)磁路欧姐定律。磁路中也有类似电路欧姐定律的基本关系
式: 式中，
NI F 为磁通(对应于电流R)m，单R位m 为韦伯(Wb
)
;
(8-1) F=NI为磁
通位势为亨(对-1应(l于/H电)。动而势磁)，阻单在位计安算(时A)也;R有m为类磁似阻电(阻对计应算于的电关阻系)，式单
1.铁磁性物质的磁化 本来不具磁性的物质，由于受磁场的作用而具有磁性的现
象称为该物质被磁化。只有铁磁性物质才能被磁化，而非铁 磁性物质是不能被磁化的。
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8.2铁磁性物质的磁化
铁磁性物质能够被磁化的原因，是因为铁磁性物质是由许多 被称为磁畴的磁性小区域所组成，每一个磁畴相当于一个小 磁铁，在无外磁场作用时，磁畴排列杂乱无章，如图8.5 (a) 所示，磁性互相抵消，对外不显磁性。但在外磁场的作用下， 磁畴就会沿着磁场的方向做取向排列，形成附加磁场，从而 使磁场显著增强，如图8.5 (b)所示。有些铁磁性物质在去掉 外磁场以后，磁畴的大部分仍然保持取向一致，对外仍显示 磁性，这就成了永久磁铁。
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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8.2铁磁性物质的磁化
变压器中有硅钢片叠成的铁芯，电机的绕组是嵌放在由硅钢 片叠成的铁芯槽内。在第3章中己经介绍，硅钢片是高磁导率 (磁阻低)的铁磁性材料，能使磁通绝大部分通过由硅钢片叠 成的铁芯而形成闭合回路。铁磁性物质是如何被磁化?还具有 哪些特性?
图8.4所示磁路可分为3段:上面为n形、下段为空气隙。设 其截面及长度分别为A1, A2, l1, l2，气隙长度为l3。
根据全电流定律，对图8.4所示磁路有
NI l1H1 l2H 2 l3H3
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8.1磁路及磁路基本定律
推广到任意磁路中有
NI lH
(8-7)
式中，若H的方向与闭合回线L的方向一致，则HZ取正号， 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A。式(8.7)
Rm
1
A
(8-2)
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8.1磁路及磁路基本定律
式中I, A, ,u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
磁通势的单位为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
第8章磁路与铁芯线圈
8.1磁路及磁路基本定律 8.2铁磁性物质的磁化 8.3交流铁芯线圈 8.4电磁铁与变压器
8.1磁路及磁路基本定律
1.磁路的概念 (1)主磁通。在图8.1中，当线圈中通以电流后，沿铁芯、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(如图8.2所示)和无分支磁路，如图8.1所 示。在无分支磁路中，通过每一个横截面的磁通都相等。变 压器、直流电机及电器铁芯构成的磁路如图8.3所示。
磁场强度H与磁路平均长度L的乘积，又称磁位差，用符号呱 表示，即
Um同的截面，并目是由不同的材料(如铁
芯和气隙)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
或
NI l1H1 l2H2 ln Hn
NI lH Um
(8-5)
AB, Rm
1/ A, F NI 代入上式得 BA NI ANI
l / A l
即 B NI / l
又因为 B H ，所以 H NI / l
或
NI lH
(8-3)
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8.1磁路及磁路基本定律
上式表明，磁路中磁场强度H与磁路的平均长度L的乘积， 在数值上等于磁场的磁通势，称为全电流定律。
各种铁磁性物质，由于其内部结构不同，磁化后的磁性各 有差异，下面通过分析磁化曲线来了解各种铁磁性物质的特 性。
0
(8-6)
式(8.6)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。
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8.1磁路及磁路基本定律
(4)基尔霍夫磁位差定律。如图8.4所示磁路。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，u不 同，H不同;不同材料、不同尺寸，Rm不同，故需分段计算。