第六章 磁路与铁心线圈电路

学习的

1

第六章　磁路与铁心线圈电路 【例题6.1】有一闭合铁心线圈，试分析铁心中的磁感应强度、线圈中的电流和铜

损在下列几种情况下将如何变化

（1）直流励磁：铁心截面积加倍，线圈中的电阻和匝数以及电源电压保持不变；

（2）交流励磁：铁心截面积加倍，线圈中的电阻和匝数以及电源电压保持不变；

（3）直流励磁：线圈匝数加倍，线圈的电阻及电源电压保持不变；

（4）交流励磁：线圈匝数加倍，线圈的电阻及电源电压保持不变；

（5）交流励磁：电流频率减半，电源电压的大小保持不变；

（6）交流励磁：频率和电源电压的大小减半。

【解】（1）由于电源电压和线圈电阻不变，所以电流I不变，铜损I2R不变。磁感应强度B不变，因为在IN=Hl中与S无关，H不变，由B-H曲线可查知Bm不变；

（2）在交流励磁的情况下，由公式U≈E=4.44fNFm=4.44fNSBm 可知，当铁心截面积S加倍而其它条件不变，铁心中的磁感应强度Bm的大小减半；线圈电流I和铜损I2R随B–H曲线中H的减小相应降低；

（3）由公式IN=Hl=Bl ，线圈匝数N加倍，电源电压和线圈的电阻保持不µ

变则线圈电流I和铜损I2R不变，磁场强度H加倍，磁感应强度B大小按B-H曲线增加；

（4）在交流励磁的情况下，由公式U≈E=4.44fNFm=4.44fNSBm 可知，当线圈匝数N加倍而其它条件不变，铁心中的磁感应强度Bm的大小减半；线圈电流I和铜损I2R按B-H曲线减小；

（5）由公式U≈E=4.44fNFm=4.44fNSBm可知，在电流频率f减半而其它条件不变的情况下，铁心中的磁感应强度Bm的大小加倍（在铁心不饱和的前提下）；线圈电流I和铜损I2R按B-H曲线增加；

（6）由公式U≈E=4.44fNΦm=4.44fNSBm可知，当电源电压的大小和频率减半而其它条件不变时，铁心中的磁感应强度Bm、线圈中的电流I和铜损I2R均保持不变。

【例题6.2】 在一个铸钢制成的闭合铁心上绕有一个匝数N=1000的线圈，其线

圈电阻R=20 ，铁心的平均长度l=50cm。若要在铁心中产生B=1.2T的磁感应强度，试问线圈中应加入多大的直流电压？若在铁心磁路中加入一长度l0为2mm的气隙，要保持铁心中的磁感应强度B不变，通入线圈的电压应为多少？

【解】NI=Hl，由图6.1可查出铸钢铁心中的磁场强度H为1.4×103A/m，可以得出:

Hl1.4×103×0.5I===0.7A N1000

线圈电压

学习的

2电工学例题精选

U=RI=14V

若在磁路中加入一气隙l0，需增加磁势为

H0l0=

所需增加的电流为 B1.2l0=×0.002=1909A 7μ4π×100

I0=H0l01909==1.9A N1000

此时通入线圈的电压为

U=R(I+I0)=20×(0.7+1.9)=52V

【例题6.3】要绕制一个铁心线圈，已知电源电压U=220V，频率f=50Hz,今量得铁心截面积为30.2cm2，铁心由硅钢片叠成，设叠片间隙系数为0.91。（1）如取Bm=1.2T，问线圈匝数应为多少？（2）如磁路平均长度为60cm，问励磁电流应为多 大？

【解】铁心的有效面积为

S=30.2×0.91=27.5cm2

（1）线圈的匝数可根据4.44公式求出，即

U220==300 4.44fBmS4.44×50×1.2×27.5×10 4

（2）从图7.1可查出，当Bm=1.2T时，Hm=700A/m，所以励磁电流的有效值N=为

2N×300

【例题6.4】 一交流铁心线圈工作在电压U=220V、频率f=50Hz的电源上。测得电流I=3A，消耗功率P=100W。为了求出此时的铁损，把线圈电压改接成直流12V电源上，测得电流值是10A。试计算线圈的铁损和功率因数。

【解】 该线圈的电阻可由所加直流电压求出，即 I=Hml=700×60×10 2=1A

R=

线圈的铜损为 12=1.2 10

PCu=I2R=32×1.2=10.8W

线圈的铁损为

PFe=P PCu=100 10.8=89.2W

功率因数

cos =

【例题７．５】有一台电源变压器，原边匝数为550匝，接220V电压。它有两个副绕组，一个电压为36 V,其负载电阻为4 ；另一个电压为12 V，负载为2 电阻。试求两绕组的匝数以及变压器原边绕组的电流。

【解】因为 P100==0.15 IU220×3

学习的

第六章 磁路与铁心线圈电路 3

N1U1= N2U2

和

N1U1= N3U3

所以副边绕组的匝数为

U1550×36N1==90 U2220

U550×12N3=1N1==30 U3220N2=

附绕组电流分别为

36=9A 4

12I3==6A 2I2=由磁势平衡方程式

N1I1≈N2I2+N3I3

得出原边绕组的电流为

I1≈N2I2+N3I390×9+30×6==1.8A N1550

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/v3l1.html