磁阻:定义、公式及示例
磁阻 (S) 定义为磁路对磁通量 (Φ) 的阻碍。
磁阻公式
情况1 – 已知磁路的物理尺寸
磁路的磁阻取决于其长度 (l)、横截面积 (a) 和材料的磁导率 (μ)。因此,对于一个磁路(如图所示),
磁阻与磁路的平均长度成正比,即
磁阻,S∝l....(1)
磁阻与磁路的横截面积成反比。
磁阻,S∝1a....(2)
磁阻还取决于构成磁路的材料的性质。
由公式 (1) & (2),可以写成:
磁阻,S∝lμa
磁阻,S∝lμ0μra....(3)
情况2 – 已知电路中的磁动势和磁通量
如果已知磁路中产生的磁动势 (NI) 和流动的磁通量 (Φ),则磁路的磁阻可以表示为:
磁阻,S=磁动势(NI)磁通量(ϕ)...(4)
磁阻的单位
由于磁阻由下式给出:
S=磁动势(NI)磁通量(ϕ)=安培匝数韦伯=AT/Wb
因此,磁阻的单位为 AT/Wb。
注意 – 磁性材料(如铁、钢等)由于其高相对磁导率而具有低磁阻,而非磁性材料(如空气、木材、铜等)由于其低相对磁导率而具有高磁阻。
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数值示例 (1)
一个磁路由一个铁环组成,铁环上均匀绕有 1750匝绝缘线,1A 的励磁电流产生 1mWb 的磁通量。忽略磁泄漏的影响。确定磁路的磁阻。
解 −
磁阻,
S=总磁动势(NI)磁通量(ϕ)
=1750×11×10−3
=1.75×106AT/Wb
数值示例 (2)
磁路由边长为 2cm 的正方形截面的铁构成,磁路的平均长度为 54cm。构成磁路的材料的相对磁导率为 1200。求该磁路的磁阻。
解 −
横截面积,
a=2×2=4cm2=4×10−4m2
磁阻,
S=lμ0μra=54×10−2(4π×10−7)×(1200)×(4×10−4)
⇒S=895700.64AT/Wb