三相负载不对称时, 中性线电流IN不等于0，必须使用中线,否则会造成各相负载电压不平衡。在负载不对称的三相电路中, 都采用三相四线制，中性线有重要作用, 它强迫保证各相负载电压对称, 并且使各相负载间互不影响，应特别注意中性线的作用与意义。
（2）三相负载的三角形连接
三相负载首尾相连, 再将三相连接点与三相电源端线U、 V、W相接, 即构成负载三角形连接的三相三线制电路(如图2-9b)。三相负载角接时，相电压等于相应的线电压, 即
Up=Ul，负载对称时线电流是相电流的3倍,即Il?二、磁路知识
3IP。
电流具有磁效应，凡是电流均会在其周围产生磁场，叫电流的磁效应，即所谓“电生磁”。磁力线的方向可根据电流的方向用右手螺旋定则确定。
1.磁场的几个基本物理量 （1）磁感应强度Ｂ
磁感应强度B是表示磁场内某点磁场强弱及方向的物理量。B的方向用右手螺旋定则确定。Ｂ的大小是与磁场方向垂直的单位面积上穿过的磁力线的数目，单位是特斯拉(T)。 （2）磁感应通量? 穿过某一截面Ｓ的磁感应强度Ｂ的通量，即穿过某截面Ｓ的磁力线的数目，故称为磁感应通量，简称磁通。当磁场均匀且与截面垂直时，??BS 。?的单位为韦伯（Wb），存在1T = 1 Wb/m 。 （3）磁导率?2
?为导磁介质的磁导率，反映介质的导磁性能，?大则导磁性能好。?的单位亨利每
米（Ｈ/ｍ）。真空磁导率（4）磁场强度Ｈ
?0?4??10?7H/m。
磁场强度只与产生磁场的电流以及这些电流分布有关，而与磁介质无关，单位是安／米（A／m）。
H?B? 或 B??H （2-2）
（5）相对磁导率μr
某一介质的磁导率与真空磁导率的比值叫相对磁导率，用μr表示，相对磁导率μr是比值，无单位。自然界的物质就导磁性能而言，可分为铁磁物质和非铁磁物质两大类。铁磁物质的磁导率远大于真空的磁导率，相对磁导率远大于1，非铁磁物质和空气的磁导率与
?真空磁导率0很接近，相对磁导率接近于1，一般铁磁性材料的?r?2000 – 6000。
2．磁路欧姆定律
为了用较小的励磁电流产生足够大的磁通（或磁感应强度），在电机、变压器等铁磁元件中常用磁性材料做成一定形状的铁心。由于铁心的磁导率比周围空气的磁导率高许多，因在，因而磁通的绝大部分沿铁心而形成一个闭合的磁回路。这种人为造成的磁通路径，称为磁路。
（1）安培环路定律（全电流定律）
在磁路中，沿任意闭合路径，磁场强度的线积分等于与该闭合路径交链的电流的代数和。即：
?Hdl??I （2-3）
计算电流代数和时，与绕行方向符合右手螺旋定则的电流取正号，反之取负号。若闭合回路上各点的磁场强度相等且其方向与闭合回路的切线方向一致，则有：
Hl??I?NI
式中N为线圈匝数。 （2）磁路欧姆定律
图2-10 磁路及磁动势
如图2-10中，沿矩形铁心框闭合的虚线为磁路。可进行公式变换有：
??BS??HS??NIlS?NIl?FRm （2-4）
?S式中Rm为磁阻， Rm?且有：
l?S，表示磁路对磁通具有阻碍作用的物理量。式中F为磁动势，
F?NI （2-5） 磁动势是产生磁场的电流及这些电流分布情况的表述，如图2-10中所示，流过电流i的N匝线圈就是这个磁路的磁动势，单位是安培（A）。
磁路中的磁通?与作用在该磁路的上的磁动势F成正比，与磁路的磁阻成反比，在形式上与电路的欧姆定律相似，所以称为磁路的欧姆定律。它是磁路进行分析与计算所要遵循的基本定律。
因铁磁物质的磁阻Rm不是常数，它会随励磁电流I的改变而改变，因而通常不能用磁路的欧姆定律直接计算，但可以用于定性分析很多磁路问题。
3.铁磁性材料 （1）高导磁性
一般铁磁性材料的相对磁导率可达2000-6000，由铁磁材料组成的磁路磁阻很小，大部分磁通Φ都在铁磁材料组成的磁路中流通。铁磁物质的磁导率比非磁物质的要高很多，这就使它们具有被强烈磁化的特性，即高导磁性。
（2）磁饱和性
铁磁性材料的磁化就是在线圈中通入较小的电流即可在铁磁性材料中获得较大的磁通。磁化曲线就是磁感应强度B随外磁场强度H的变化关系图像， 如图2-11中所示，磁化初期从O点到a点时，B随H的增强而增强，磁化到b点后B不再明显升高。磁感应强度B不会随磁动势H的增强而无限增强，这叫磁饱和性。
图2-11 磁化曲线 图2-12磁滞回线
（3）磁滞性
当铁心线圈中通过交变电流时，H的大小和方向都会改变，铁心在交变磁场中反复磁化，在反复磁化的过程中，B的变化总是滞后于H的变化，这叫磁滞性。其磁滞回线如图2-12所示。当线圈中电流减小到零值时（H=0），铁心磁化时所获得的磁性还未完全消失，这时铁心中所保留的磁感应强度称为剩磁（Br）。铁磁材料在反复磁化过程中产生的损耗称为磁滞损耗，它是导致铁磁性材料发热的原因之一。
（4）铁磁材料的类型
根据铁磁材料的磁化曲线、磁滞回线不同，可将铁磁材料分为：
软磁材料：磁导率高，磁滞回线较窄，磁滞损耗小，如在电机中常用硅钢片叠成铁心。 硬磁材料：剩磁和矫顽力均较大，磁滞性明显，磁滞回线较宽，如铸铁。
矩磁材料：只要受较小的外磁场作用就能磁化到饱和，当外磁场去掉，磁性仍保持，磁滞回线几乎成矩形，常用于计算机中。
三、 变压器
1.变压器的组成及基本原理
实际电路中一个通电的线圈就会产生一个磁场，线圈中大多装有铁心，这就构成了电感。线圈通电后铁心会大大加强这个磁场，就在铁心中形成磁路，磁路又影响电路。因此带铁心的装置中不仅有电路问题，同时也有磁路问题。
由于变压器是在交流电源上工作， 因此通过变压器的电压、 电流及磁通的大小和方向都随时间在不断地变化。
图2-13 变压器的电路原理图
一般情况下，变压器都有铁心和绕组两个主要部件。图2-13所示为一单相变压器结构原理图，变压器的一次绕组（原边绕组）输入电能， 二次绕组（副边绕组）输出电能，两个相互绝缘的绕组套在一个共同的铁心上， 它们之间只有磁的耦合，没有电的直接联系。
一次绕组中通入交流电U1产生交变磁通，一次绕组中感应出电动势e1，二次侧与一次
侧产生的磁通交链进而产生感应电动势e2，有
e1??N1dΦdt e2??N2dΦdt
当变压器空载时，二次绕组开路，故
U2?E2由上述两式相除可得下述公式：U1U2?E1E2?N1N2?K （2-6）
可见原、副绕组感应电动势的大小正比于各自绕组的匝数， 而绕组的感应电动势近似于各自的电压。因此，只要改变绕组匝数比， 就能改变电压值，这就是变压器的变压原理。
2.变压器的变换作用 （1）变电压
变压器具有变换电压的能力，据公式（2-6）可知，原、副边绕组的电压比等于原、副边绕组的匝数比。原、副边绕组的匝数比值K称为变压器的变比，是变压器最重要的参数之一，当K ＞1时，是降压变压器；当K ＜ 1时，是升压变压器。
（2）变电流
若将变压器看成是一个没有损耗的能量转换装置，则有P输入=P输出，即有：U1I1?U2I2，通过转换有：
I1I2?N2N1?1k （2-7）
上式说明变压器在工作时，原、副边绕组的电流之比近似地与绕组匝数比成反比，这就是变压器的变换电流的作用。
（3）变阻抗
设接在变压器副绕组的负载阻抗为Z ，则：
Z?U2I2
负载阻抗Z接在副边电路中，相当于接入原边电路中的一个负载，则这个相当于的阻抗值Z?为：
Z??U1I1?kUI2k2?k2U2I2?kZ （2-8）
2上式说明变压器二次侧的负载阻抗Z反映到一次侧的阻抗值Z?近似为Z的K倍，这就是变压器的变换阻抗作用。
3.特殊变压器 (1)自耦变压器
自耦变压器是单绕组变压器，一、二次绕组共用一个线圈， 绕在闭合的铁心上，二次绕组是一次绕组的一部分，可见自耦变压器的一、二次绕组之间除了有磁的耦合外，还有电的直接联系。自耦变压器可以节省铜和铁芯的消耗量，从而减小变压器的体积、重量，降低制造成本。
2
相关推荐：
loading