磁路有三個(gè)基本定律作為分析計(jì)算的基礎(chǔ)。
1. 磁路的基爾霍夫第一定律(KCL)
在圖1所示磁路的分支處(又稱為磁路的節(jié)點(diǎn))作一封閉面S,若忽略漏磁通并選定主磁通φ1、φ2、φ3的參考方向如圖所示。
圖1
① 內(nèi)容:穿進(jìn)任一封閉面的磁通一定等于穿出該封閉面的磁通。
② 表達(dá)式:
φ1+φ2 -φ3 = 0
寫成一般形式,有
∑φ = 0 (1)
即匯合于磁路中任一節(jié)點(diǎn)的磁通的代數(shù)和為零,這就是磁路的基爾霍夫第一定律。
③ 正負(fù)符號(hào)的選取:一般選離開節(jié)點(diǎn)的磁通項(xiàng)前取正號(hào),反之取負(fù)號(hào)。
2. 磁路的基爾霍夫第二定律(KVL)
① 磁通勢(shì)F
鐵芯線圈的匝數(shù)與通過勵(lì)磁電流乘積叫做磁通勢(shì)F,磁通勢(shì)的SI主單位均為安(A)。
F = NI (2)
② 磁位差Um:
磁場(chǎng)強(qiáng)度H與該段磁路平均長(zhǎng)度l的乘積,叫做該段磁路的磁位差Um,其單位均為安(A)。
(3)
③ 內(nèi)容:磁路的任一閉合回路中,各段磁位差的代數(shù)和等于磁通勢(shì)的代數(shù)和。
④ 數(shù)學(xué)表達(dá)式:
推廣到一般情形,有
(4)
⑤ 正負(fù)號(hào)的選取:
a. 磁位差的符號(hào):
選一繞行方向,磁通的參考方向與繞行方向一致時(shí),該段磁位差項(xiàng)前取正號(hào),反之取負(fù)號(hào);
b. 磁通勢(shì)的符號(hào):
勵(lì)磁電流的參考方向與磁路回線繞行方向符合右手螺旋關(guān)系時(shí),該磁通勢(shì)項(xiàng)前取正號(hào),反之取負(fù)號(hào)。
3. 磁路的歐姆定律
① 磁阻:媒質(zhì)對(duì)磁通的阻礙作用,稱為磁阻。
圖2 一段均勻磁路
Rm =
磁阻的SI主單位為每亨(1/H)。
空氣的磁導(dǎo)率為常量,故氣隙的磁阻是常量。
鐵磁性物質(zhì)的磁導(dǎo)率不是常量,使得鐵磁性物質(zhì)的磁阻是非線性的,因此一般情況下不能應(yīng)用磁路的歐姆定律進(jìn)行計(jì)算。
② 磁路的歐姆定律:一段磁路磁通與磁位差成正比。