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分析电机时常用的基本电磁定律

2024/3/25 15:36:15发布18次查看
全电流定律
设空间有n根载流导体,导体中的电流分别为i1、i2、i3……, 环绕载流导体任意取一闭合路径l,设h为沿该回路上各点切绕方向上的磁场强度,则h沿闭合回路l上的线积分等于该闭合回路中所包围的导体电流的代数和。
数学表达式为:∮h·dl =∑i
当电流的方向与闭合回路的积分方向符合右手螺旋定则时,电流取正号,反之取负号。把它推广到闭合多段磁路可得:
 ∑hk·lk = ∑i = n·i = f (安匝)
其中绕组电流与绕组匝数的乘积n·i 称为磁动势,用f 表示,单位为安匝或安。由此可推导出: 磁路欧姆定律
其中μ-磁导率,rc-磁路磁阻,rc =l/μs;磁路磁导 ∧c=1/rc=μs/l。磁路欧姆定律(f =φ·∑rck)可对比电路欧姆定律(e=i·∑r,其中电阻r=ls /γs,电导g =1/r =γs/l)来记。 电磁感应定律
设有一个匝数为n的线圈放在磁场中,当与线圈交链的磁链ψ发生变化时,线圈内就会产生感应电势e。
(1) 线圈和磁场相对静止,而磁场随时间变化时,当e与φ正方向符合右手螺旋定则时,e=-dψ/dt = -n·dφ/dt,称为变压器电势。变压器电势的正方向由右手螺旋定则确定。
若线圈交链的磁链由线圈中的电流i产生时,称为自感磁链ψl=li,其中l-线圈自感.当线圈中的电流随时间变化时,线圈内就会产生自感电势 el=-dψl/dt= -l·di/dt。
其中l=ψl/i =n(niλc)/i =(n*n)λc ,λc-自感磁通所经磁路的磁导。
若另一线圈与此线圈互相靠近,则另一线圈交链的磁链称为互感磁链
ψm = mi,其中m-线圈互感。当此线圈中的电流随时间变化时,另一线圈内就会产生互感电势em=-dψm /dt=-m·di/dt。 其中m=ψ21/i1 =n2·φ21 /i1
=n2(n1i1λ21)/i1 =n1n2λ21 ,λ21-互感磁通φ21所经磁路的磁导。
(2) 磁场不变,构成线圈的导体与磁场有相对运动时,就会在导体内产生运动电势e=blv。
其中b-磁感应强度,l-切割磁力线的导体长度,v-方向与导体垂直的运动速度。运动电势的正方向由右手定则确定。 电磁力定律
通电导体在磁场中要受到力的作用,这种力是磁场和电流相互作用产生的,称为电磁力。若磁力线与导体互相垂直,则作用在导体上的电磁力f =bli。
其中b-磁感应强度,l-导体在磁场中的长度,i-导体中的电流。电磁力的正方向由左手定则确定。 磁路的基尔霍夫第一定律(磁通连续性原理)
通过任一闭合面的磁通代数和等于零,即∑φ=0(穿入φ=穿出φ)。
对比电路基尔霍夫第一定律:在集总电路中,通过任一节点或任一闭合面的电流代数和等于零,即∑i = 0。 磁路的基尔霍夫第二定律
在磁路中,沿任一闭合磁路上的磁势代数和等于该磁路上的磁压降代数和,即∑f =∑hk·lk。
对比电路基尔霍夫第二定律(电路定律):在电路中,沿任一闭合回路上的电势代数和等于该回路上的电压降代数和,即∑e =∑u。
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