脈沖變壓器的磁學(xué)

　　B—磁感應強度（單位：T）

　　H—磁場(chǎng)強度（單位：A/m）

在空氣隙中的磁導率μ是一常數（μ=μO=4π×10－7

H/m）。其它材料B－H關(guān)系曲線(xiàn)的一般形式如圖3所示。初始磁導率μi[1]是磁性材料磁化曲線(xiàn)始端磁導率的極限值，即：2.6B－H曲線(xiàn)

圖3B－H曲線(xiàn)

　　圖3展示的B－H曲線(xiàn)是一磁滯回線(xiàn)[2]，在B和H的增量很小范圍內，磁導率μ可以認為是一常數。

　　如果導磁材料曲線(xiàn)起始部分磁場(chǎng)強度H值增加，則對應的B值就沿著(zhù)曲線(xiàn)1→曲線(xiàn)2增加。在B和H是零的那一點(diǎn)曲線(xiàn)的斜率稱(chēng)為初始磁導率。當H值增加,到達點(diǎn)2以后，B值就不再隨之增加。稱(chēng)此點(diǎn)為飽和點(diǎn),它對應的B=BS。此時(shí)如減小H值，B和H關(guān)系曲線(xiàn)的軌跡變?yōu)?→3→4。當H減小到零時(shí)（2與3點(diǎn)之間），B有一剩余值，B=Br。當H反向后，B又逐漸減小，在點(diǎn)3，B值再次等于零，此時(shí)稱(chēng)為矯頑力,H=HC。反向H作用下的點(diǎn)4也是飽和點(diǎn)。如果此時(shí)H增加，對應曲線(xiàn)的軌跡是4→5→2。此時(shí)曲線(xiàn)不再通過(guò)1點(diǎn)。

　　在純交流電的狀態(tài)下，B－H曲線(xiàn)每一周期的軌跡都是2→3→4→5→2的環(huán)狀曲線(xiàn)。

　　B－H曲線(xiàn)的磁滯回線(xiàn)與磁心損耗有聯(lián)系，磁心損耗與磁滯回線(xiàn)環(huán)的面積成正比。

2.7相對磁導率

　　磁性材料的相對磁導率定義如下：

μr=μ/μo(7)

式中μr—材料的相對磁導率

μ—材料的絕對磁導率

μ0—真空磁導率[3]

2.8磁阻

根據圖1理想變壓器，應用式（4）可寫(xiě)出：

Ni=N1i1－N2i2和∑Hili=Hl=Bl/μ=lΦ/Aμ

磁阻Rm=l/Aμ(H－1)(8)

N1i1=ΦRm＋N2i2(9)

式（9）等式右邊表示輸出可得到的有效安匝數，要比等式左邊的輸入安匝數小ΦRm，這一項相當于在磁心內部建立起磁場(chǎng)所需的磁勢，稱(chēng)它為磁心的勵磁。

　　在理想情況下，當μ→∞Rm→0，則

i1/i2=N2/N1=n(10)

2.9自感

　　線(xiàn)圈的自感是線(xiàn)圈電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)在線(xiàn)圈上所形成的電感。它的定義如下：

e=－Ldi/dt(11)

式中L—自感（單位：H）

　　e—電感上電壓（單位：V）

　　t—時(shí)間（單位：s）

各種幾何形狀電感的計算中，如包含有和安掊定律有關(guān)的H及I的求和/求積計算時(shí)，要求出它的電感量是比較復雜的。舉一簡(jiǎn)單實(shí)例，求一環(huán)形磁心上理想

線(xiàn)圈的電感（見(jiàn)圖4）。

圖4環(huán)形磁心上的電感

　　從法拉弟定律可得：

u=NdΦ/dt=NAdB/dt，于是

u=NAμdH/dt(12)

　　從安培定律可得：

　　Ni=Hl（13）

由式（12）和（13）可得：　　于是可求出電感為：

L=N2Aμ/l(14)

2.10互感

　　對于變壓器和其它耦合線(xiàn)圈還應考慮副邊（和其它）線(xiàn)圈對原邊線(xiàn)圈所產(chǎn)生磁場(chǎng)的影響。兩個(gè)線(xiàn)圈之間耦合磁通的影響所導致的電感稱(chēng)之為互感。

　　我們考慮兩個(gè)線(xiàn)圈在同一個(gè)磁心上的情況。在一般情況下，不是所有磁通和所有線(xiàn)圈都耦合，如圖5所示。

圖5耦合線(xiàn)圈

　　按照安培定律可以寫(xiě)出：

Φ12=a(N1i1＋N2i2)

Φ11=bN1i1

Φ22=cN2i2