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法学研究磁滞损耗和涡流损耗
磁滞损耗
当磁性材料受到磁化循环（即先在一个方向磁化，然后在另一个方向磁化）时，由于材料中的分子摩擦而产生能量损耗，即材料的磁畴抵抗先在一个方向然后在另一个方向转动。因此，材料需要能量来克服这种阻力。这种损耗以热量的形式存在，称为*磁滞损耗*。磁滞损耗的影响是机器温度升高。
计算磁滞损耗的公式是由*斯坦梅茨*提出的，称为*斯坦梅茨磁滞定律*。他发现磁性材料的磁滞回线面积与最大磁通密度的1.6次方成正比。
$$\mathrm{磁滞回线面积\:\propto \mathit{B^{1.6}_{max}}}$$
$$\mathrm{\Longrightarrow 磁滞能量损耗 =\mathit{\eta B^{1.6}_{max}}}$$
其中，η是一个比例常数，称为*磁滞系数*。它的值取决于磁性材料的性质，即材料的磁滞系数越小，磁滞损耗越小。
如果f是磁化频率，V是磁性材料的体积（m3），则：
$$\mathrm{磁滞功率损耗,\mathit{P_{h}=\eta B^{1.6}_{max}fV}\: 瓦特}$$
可以使用硅钢制造电机铁芯来降低磁滞损耗。
数值例子（1）
一台电力变压器有一个由磁性材料制成的铁芯，其磁滞系数为120 J/m3。其体积为9000 cm3，最大磁通密度为1.45 Wb/m3。如果磁化频率为50 Hz，则磁滞损耗为多少瓦特？
解答
$$\mathrm{磁滞功率损耗,\mathit{P_{h}=\eta B^{1.6}_{max}fV}}$$
$$\mathrm{\Longrightarrow \mathit{P_{h}}=120\times 1.45^{1.6}\times 50\times (9000\times10^{-6})=97.855 W}$$
涡流损耗
当磁性材料受到变化的磁场作用时，根据法拉第电磁感应定律，在材料中会感应出电压。由于材料是导电的，感应电压会在磁性材料内部循环电流。这些循环电流称为*涡流*。这些涡流会在材料中引起I2R损耗，称为*涡流损耗*。涡流损耗也会导致材料温度升高。
$$\mathrm{涡流功率损耗,\mathit{P_{e}=K_{e}B^{2}_{max} f^{2}t^{2}V} \:瓦特}$$
其中，
- Ke = 涡流系数，
- Bmax = 最大磁通密度，
- f = 磁化或磁通频率，
- t = 层压厚度，以及
- V = 磁性材料的体积。
涡流损耗可以如下降低：
- 使用薄片，称为*叠片*，这些叠片通过一层薄薄的清漆彼此绝缘，而不是使用一块实心的磁性材料。
- 使用高电阻率的磁性材料（例如硅钢）。
数值例子（2）
磁芯中的磁通以50 Hz的频率正弦交变。最大磁通密度为1.8 Wb/m2。然后涡流损耗为180 W。确定当频率为60 Hz且磁通密度为1.3 Wb/m2时磁芯中的涡流损耗。
解答
$$\mathrm{\because \:涡流损耗,\mathit {P_{e}\propto B^{2}_{max}f^{2}}}$$
情况1 - 当$$\mathrm{\mathit{B_{max1}} = 1.8 Wb/m^{2} 和 f1 = 50 Hz 时，则 \mathit{P_{e1}}\propto(1.8)^{2}\times(50)^{2}}$$
情况2 - 当$$\mathrm{\mathit{B_{max2}} = 1.3 Wb/m^{2} 和 f2 = 60 Hz 时，则 \mathit{P_{e2}}\propto(1.3)^{2}\times(60)^{2}}$$
因此，
$$\mathrm{\frac{\mathit{P_{e2}}{P_{e1}}}=\frac{(1.3)^{2}\times(60)^{2}}{(1.8)^{2}\times(50)^{2}}=0.751}$$
$$\mathrm{\Longrightarrow \mathit{P_{e2}}=0.751\times \mathit{P_{e1}}=0.751\times 180=135.18 W}$$
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