7-4交流铁心线圈的等效电路
组织教学:
清点人数,强调课堂纪律。
复习提问:
1. 涡流损耗是因为什么原因造成的?如何减少这种损耗?
2.磁滞损耗是因为什么原因造成的? 如何减少这种损耗?
导入新课:
在交流铁心线圈中,既有电路问题也有电和磁之间的相互关
系,如果能够设法将交流铁心中的电和磁的相互关系用纯电路来表
示,就可以使分析大为简化。等效电路就是通过这一观点出发来建立
的。
新授课:
7.4 交流铁心线圈的等效电路
1. 不考虑线圈电阻及漏磁通的情况
这时候,主磁通感应电动势的作用可以类似的引入一个参数来处理。
但考虑到主磁通在铁心中引起的涡流损耗和磁滞损耗,故不能单独引
入单纯引入一个电抗,应该引入一个阻抗Z m 。
Z m =rm+jxm,称为交流铁心线圈的励磁阻抗。他反映的是交流铁心
线圈的铁耗。P Fe =I*Irm,Xm 称为励磁电抗,它反映交流铁心线圈的
无功功率。Q Fe = I*IXm
I a =G 0U , I m =jB 0U , I =I 0+I m
2. 考虑线圈电阻及漏磁通
漏磁通电动势的作用可以看成是电流流过漏电抗所引起的电压
降,这时候不能忽略掉线圈的铜损耗。
∙∙∙∙∙∙∙ I m jB
0 I a I
R 0jX 0
P =P Fe =I 2R =P Fe +P Cu
i
di d Φ u =Ri +L s +N dt dt ∙∙∙∙'
=R I +jX s I +U U ' ∙∙L s =ψs ⎫=-E =j 4. 44fN Φm ⎪U ⎪∙∙∙⎪=I +I a m ⎬I ⎪X s =ωL s ⎪ ⎪⎭
由此可知,交流铁心线圈可以看成是两个阻抗串联的电路,其中一个
事没有铁心的空心线圈,可称为漏阻抗,另外一个就是去掉了漏阻抗
的铁心线圈。Xm 和Rm 不是常数,随着外加电压的增大而减小。
课堂练习:
一. 将一个匝数N =100的铁芯线圈接到电压U s=220V的工频正弦电源
上, 测得线圈的电流I =4A, 功率P =100W。 不计线圈电阻及漏磁通,
试求铁芯线圈的主磁通Φm, 串联电路模型的Z 0, 并联电路模型的
Y 0。
解 由U s=4.44fN Φm 得
U s 220Φm ===9. 91⨯10-3Wb 4. 44fN 4. 44⨯50⨯100
U P 220100Z 0=R 0+jX 0==I 4==6. 245+j 54. 64Ω
11Y 0=G 0+jB 0===0. Z 0=2. 065⨯10-3-j 18. 06⨯10-3S
小结:
本节课我们学习了将交流线圈的等效电路,这是将实际问题等效成理想的电路元件进行分析的一个绝好的例子,希望大家能够好好掌握。
课后作业:
习题册 7-4
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