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

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