磁現象是用相當多的術語來描述的,這些術語起初常常有點難于跟蹤。一種可能有幫助的方法是描述通常更熟悉的電路和相應的磁路之間的類比。電路由電壓源v組成,通過電阻R的電負載發送電流i。電負載由長l、截面積a和電導ρ組成。在磁路中,驅動力類似于電壓,稱為磁動勢(mmf),用f表示。磁動勢是由載電流i的導線繞一個環形線圈繞N圈產生的。
磁回路
根據定義,磁動勢是電流×匝數的乘積,以安匝數為單位。
磁動勢(mmf)F = Ni(安培−匝數)(1.27)
對mmf(類似于電路中的電流)的響應是產生磁通量φ,它有韋伯(Wb)的SI單位。磁通量與磁動勢驅動力成正比,與磁阻R(類似于電阻)成反比,由此得出磁路的“歐姆定律”
F = r φ (1.28)
從(1.28),我們可以將磁阻R的單位歸結為每韋伯(A-t/Wb)的安培匝數。
磁阻取決于磁芯的尺寸及其材料:
磁阻= R = lµA (A-t/Wb) (1.29)
注意到(1.29)和(1。18)。(1.29)中表示巖心材料易于接受磁通量的參數為材料的磁導率µ。磁性材料有三種:抗磁性材料,這種材料傾向于排除磁場;順磁性的,材料受到磁場的輕微磁化;還有鐵磁材料,這種材料很容易磁化。電力期貨資料僅供參考。絕大多數材料對磁場沒有反應,它們的磁導率非常接近自由空間的磁導率。讀起來接受磁通量的材料——即鐵磁性材料——主要是鐵,鈷,鎳和各種合金,包括這些元素。磁導率的單位是每安培轉角計韋伯(Wb/A-t-m)。
自由空間的磁導率
自由空間µ0的滲透率= 4π × 10−7 Wb/A-t-m (1.30)
通常,材料以其相對磁導率(μ r)為特征,鐵磁材料的相對磁導率(μ r)可能在數百至數百千砂的范圍內。然而,對于給定的材料,相對磁導率不是一個常數:它隨磁場強度而變化。在這方面,磁類比不同于電類比,因此必須謹慎使用。
相對滲透率=µr =µµ0 (1.31)
28種基本的電路和磁路
磁路中另一個重要的物理量是磁通量密度B。顧名思義,它就是由下面給出的通量的“密度”:
磁通量密度B = φA韋伯/m2或特斯拉斯(T) (1.32)
當通量以韋伯(Wb)為單位,面積A以m2為單位時,B的單位為特斯拉(T)。電路中的類似量為電流密度,由
電流密度J = iA (1.33)
我們需要引入的最終磁量是磁場強度H。電力期貨資料僅供參考。參考圖1.20b所示的簡單磁路,將磁場強度定義為繞磁環單位長度的磁動勢(mmf)。當導線有N匝攜帶電流i時,電路中產生的mmf為Ni安培匝。用l表示磁通量的平均路徑長度,則磁場強度為
磁場強度H =無安培匝數/表(1.34)
在電路中有一個類似的概念是電場強度,它是每單位長度的電壓降。例如,在電容器中,兩塊板之間形成的電場強度等于兩塊板之間的電壓除以兩塊板之間的間距。
最后,將(1.27)、(1.28)、(1.29)、(1.32)、(1.34)結合,得到磁通密度B與磁場強度H的關系如下:
B =µH
回到上述簡單電路和磁路之間的類比,我們現在可以確定等效電路的數據范圍.
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