磁路基本概念详解

1.磁场基本物理量

（1）磁感应强度：[导线长度l，通过电流I（I与磁场方向垂直），受到磁场力F]

方向：根据电流流向用右手螺旋法则确定。

单位：特[斯拉]（T）。工程上常用单位：高[斯]（GS），1GS=10^-4T。

描述磁感应强度B的另一个物理量是磁通密度：

（2）磁通：。对均匀磁场，则有：Ф=BS

单位：韦[伯]（Wb）。工程上常用单位：麦克斯韦（Mx），1Mx=10^-8Wb。

（3）磁导率μ：描述磁介质磁性的物理量。单位：亨[利]/米（H/m）。

真空磁导率：μ₀=4π×10^-7H/m

相对磁导率：

（4）磁场强度：（H与磁场内磁介质的磁导率_μ无关，B与μ有关）

方向：与B的方向相同，可根据电流流向用右手螺旋法则确定。

单位：安[培]/米。

（5）磁阻：（l为磁路长度，S为磁路截面积，μ为磁导率）

单位：1/亨[利]。

（6）磁位差：U_m=Hl（U_m与某一具体磁路路径有关，电位差与路径无关）

单位：安[培]（A）。

（7）磁通势：F=NI

单位：安[培]（A）。

2.磁路基本定律

（1）磁通连续性原理：∮_SB_ndS=0

对于磁场中任一封闭曲面，进入封闭曲面的磁通等于穿出封闭曲面的磁通。

磁通连续性原理也可用另一种形式表达，即基尔霍夫磁通定律：∑Ф=0。任一封闭曲面穿出的净磁通等于零。

（2）安培环路定律：∮_lHdl=∑I

磁场强度H沿任意闭合路径l的线积分等于穿过该闭合路径所围面的电流代数和。若电流方向与线积分绕行方向符合右手螺旋定则，则取正号；反之取负号。(www.xing528.com)

安培环路定律也可用另一种形式表达，即基尔霍夫磁位差定律：∑Hl=∑NI。磁路中沿任意闭合回路磁位差的代数和∑Hl等于沿该回路磁通势的代数和∑NI。

（3）磁路欧姆定律：U_m=ФR_m

磁路中某一段磁路的磁位差等于该段磁路的磁阻与磁通的乘积。

3.铁磁性物质

（1）自然界物质按磁导率分类。

①顺磁性物质：μ_r稍大于1，在1.000003～1.00001之间，例如铝、铬、铂和空气等。

②逆磁性物质：μ_r稍小于1，在0.999995～0.99983之间，例如氢、铜等。

③铁磁性物质：μr1，可达几百甚至几千以上，而且不是一个常数，随磁感应强度B和温度而变。例如铁、钴、镍、硅钢、坡莫合金、铁氧体等。

（2）铁磁性物质的磁化曲线（B-H曲线）。

铁磁性物质的磁化曲线，如图9-1所示，具有非线性和饱和性。

（3）磁滞回线。

磁场强度H在交流励磁电流作用下作交变时，磁感应强度B并不按照图9-1所示起始磁化曲线来回运行，而是按照图9-2所示磁滞回线运行。

其中，B_r称为剩余磁感应强度，简称剩磁；H_e称为矫顽磁力。

（4）铁磁性物质分类。

①硬磁材料：特点是磁滞回线较宽，回线面积较大，剩磁和矫顽磁力均较大，如图9-3中所示。在外界励磁电流为零，即磁场强度为零时，仍能保持很强的剩磁，例如永久磁铁。

常见的硬磁材料有铁镍铝钴合金、钨钢、钴钢等。硬磁材料适宜于制作永久磁铁及含有永久磁铁的电气设备，例如磁电式仪表、扬声器、永磁发电机等。

②软磁材料：特点是磁滞回线较窄，回线面积较小，磁导率较高，剩磁较小，如图9-3中所示。软磁材料又可分为低频软磁材料和高频软磁材料。

常见低频软磁材料如硅钢、坡莫合金等。电机和变压器中的铁心多为硅钢片。常见的高频软磁材料如铁氧体等，用于收音机中的磁棒和中周变压器的磁芯。

图9-1 铁磁性物质B-H曲线

图9-2 磁滞回线

图9-3 硬磁材料和软磁材料