电路与磁路.docx

电工学
中作业

学生：杨川
教师：刘晓芳
学号：1101800327
班号：1018203

一电路与磁路
电路是电流可以在其中流通的由导体连接的电路元件的组合，而磁路主要由磁性材料构成，在给定区域内形成闭合磁通通道的媒质组合。
相似之处：
（1）磁路的欧姆定律与电路的欧姆定律相似，公式可相同的理解。它们有如下的对照关系。
表格SEQ表格\*ARABIC1磁路与电路对照
磁路电路磁通势电动势磁通电流磁感应强度电流密度磁阻电阻（2）磁路中有一磁通经过若干段磁路，则此各段磁路的总磁位降等于各段磁路上的磁位降之和。每一段磁路的磁位降等于该段磁路的磁阻与磁通的乘积，从而可得总磁阻等于各段磁路的磁阻之和。这相当于串联电阻电路的总电阻等于其中各电阻之和。同样，磁路中若有多个磁路支路并联，则各支路的两端有相同的磁位降，各磁路支路的磁通之和即等于总磁通，从而可得这些并联支路的总磁导等于各支路磁导之和。这相当于并联电路的总电导等于其中各电导之和。
不同之处：
在处理电路的问题时一般不涉及电场问题，而在处理磁路时一般离不开磁场的概念。如在讨论电机时，常常要分析电机磁路的气隙中磁感应强度的分布情况。
在处理电路问题时一般不考虑漏电流（因为导体的电导率一般比周围介质的电导率大的多），但在处理磁路时一般要考虑楼磁通（因为磁路材料的磁导率一般比周围介质的磁导率大的不太多）。
电路中一般的电阻的电导率都是很定的，而磁路中的磁导率一般会随励磁电流的改变而改变，因而在计算时不能直接应用磁路的欧姆定律来计算，它只能用于定性的计算。
在电路中，当时，；但在磁路中，由于有剩磁的存在，当时，。
磁路中有磁饱和现象，因此在一定磁路中通过的磁通量的大小受到严格的限制，而在充分冷却的电路中流过电流的大小几乎是不受限制的。
磁通在磁路中的传播速度远小于电路中电流的传播速度。

二直流励磁铁心线圈电路与交流励磁铁心线圈电路

直流铁心线圈是通直流电来励磁（如直流电机的励磁线圈、电磁吸盘及各种直流电器的线圈），交流铁心线圈通交流电来励磁（如交流电机、变压器及各种交流电器的线圈）。
相同之处：
在直流励磁铁心线圈和交流励磁铁心线圈中由于电流的存在，二者中都将有磁场的存在。
由楞次定律，当交流线圈的电流周期性变化和直流线圈中通电和断电时，线圈都会感应出感应电动势阻碍这种变化。
不同之处：
直流励磁铁心线圈中的磁场一旦存在后就将不会变化，因而不存在感应电动势。交流励磁铁心线圈中的磁场随电流的变化而周期性的变化，从而存在感应电动势。磁通势产生的磁通绝大部分通过铁心而闭合，这部分磁通称为主磁通，此外还有很少一部分磁通主要经过空气或其他非导磁介质而闭合，这部分磁通称为楼磁通。
电压电流的关系：
在直流铁心线圈，在一定的电压下，线圈中的电流只和线圈本身的电阻有关，满足欧姆定律，即有：

在交流励磁铁心线圈中，由于主磁电动势和漏磁电动势的存在将使电流电压关系比较复杂。由基尔霍夫电压定律可得：

相量式可表示为：

设主磁通，则

式中，是主磁电动势的幅值，其有效值为
，
由于主磁通幅值与电流与铁心截面积有关，故总电压与电流频率，电流幅值大小，线圈匝数等有关。
功率损耗的区别：
直流励磁铁心线圈中只有铜损耗，即线圈电阻上的功率损耗。而在交流铁心线圈中，除了铜损耗外还有处于交变磁化下的功率损耗，即铁损耗。铁损耗包括有磁滞所产生的磁滞损耗和由涡流所产生的涡流损耗。

三交流铁心线圈电路与交流空心线圈电路

相同之处：
两线圈中都将产生周期性变化的磁通，磁通势相同。并且都将有磁通经过空气或其它非导磁介质而闭合。
不同之处：
磁导率与电感：
交流空心线圈中磁导率为，为一恒定值，而交流铁心线圈中磁导率，大小与电流大小及介质材料有关，故是一不确定量。
由线圈电感公式：

可得，空心线圈中磁导率恒定，故空心线圈电感是恒定值。而铁心线圈中磁导率不确定，故电感也不确定。
电磁关系：
交流铁心线圈中的磁通分为主磁通和漏磁通，因此，将感应电动势分为主磁电动势和漏磁电动势。直流铁心线圈中不存在漏磁通。
电压电流关系：
在交流空心线圈中，通过线圈的电流为，则

在交流铁心线圈中由于铁心发生涡流和磁滞损失，使得电路电流降低，此时

式中分别为因铁损而存在的等效电阻和等效电感。
功率关系：
在交流空心线圈中，功率。在铁心线圈中由于铁损的存在，功率将降低。

四直流铁心线圈电路与直流空心线圈电路

相同之处：
直流铁心线圈和交流空心线圈中的电流在一定电压U下只和线圈本身的电阻有关。
直流铁心线圈和交流空心线圈电路中的功率损耗。
由于当直流铁心线圈和交流空心线圈中所通电流恒定时，磁通势将不变，故两电路中都不产生感应电动势。
不同之处：
直流空心线圈中磁导率为，为一恒定值，而直流铁心线圈中磁导率