什么是磁导——定义、公式、单位、系数和示例

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在本文中，我们将学习磁路中的磁导，包括其定义、公式、测量单位和系数。

什么是磁导？

磁通量通过磁性材料的容易程度的量度称为磁导。它用符号 P 表示，由以下表达式给出：

$$\mathrm{磁导，P=\frac{1}{磁阻}\: \: \cdot \cdot \cdot \left ( 1 \right )}$$

因此，磁导也可以定义为磁阻的倒数。其中，磁阻是磁性材料或磁路对磁通路径的阻碍程度的量度。

实验观察到，磁性材料的磁导与其通过的磁通量成正比，与其磁动势 (MMF) 成反比。因此，我们有：

$$\mathrm{P=\frac{\phi }{NI}\: \: \cdot \cdot \cdot \left ( 2 \right )}$$

此表达式表明，如果磁路的磁导较低，则需要较大的磁动势才能在其内部建立一定的磁通量。

磁路的磁导也可以用电路的物理参数表示为：

$$\mathrm{P=\frac{\mu A }{l}=\frac{\mu_{0}\mu_{r} A }{l}\: \: \cdot \cdot \cdot \left ( 3 \right )}$$

其中：

• A 是电路的横截面积；
• l 是磁路的平均长度；
• $\mathrm{\mu_{0}}$ 是自由空间的磁导率，等于 4π × 10^-7 H/m；以及
• $\mathrm{\mu_{r}}$ 是磁性材料的相对磁导率。

因此，从这个等式可以看出，磁路的磁导随着横截面积的增加而增加，随着磁路长度的增加而减少。

磁导的单位是什么？

由于磁导由磁路中的磁通量与建立此磁通量所需的磁动势之比给出，即：

$$\mathrm{P=\frac{磁通量}{磁动势}=\frac{韦伯}{安培匝}}$$

因此，磁导的测量单位为韦伯每安培匝 (Wb/AT)。

此外：

$$\mathrm{1\: Wb/AT = 1\: 亨利 (H)}$$

什么是磁导系数？

在 B-H 曲线的操作点上，磁通密度与磁场强度之比称为磁导系数。它通常用符号 P_C 表示。

$$\mathrm{磁导系数，P_{c} = \frac{B_{0}}{H_{0}}\: \: \:\cdot \cdot \cdot \left ( 4 \right )}$$

其中，B₀ 是磁通密度，H₀ 是 B-H 曲线工作点的磁场强度。

磁导系数是磁路设计中的重要参数之一，因为它用于确定磁路在 B-H 曲线上的工作点。

图中显示了典型的 B-H 曲线。此处，通过原点的直线 OA 与 B-H 曲线相交于点 A，该点称为磁路的工作点。线 OA 称为磁导线，磁导线 OA 的斜率（即 B₀ / H₀）称为磁导系数。

数值示例

一个磁路由一个横截面积为 9 cm² 的铁芯构成。磁路的平均长度为 20 cm，铁芯材料的相对磁导率为 1000。求磁路的磁导。

解答

已知数据：

$$\mathrm{横截面积，A = 9\, cm^2 = 9 \times 10^{-4}\, m}$$

$$\mathrm{电路平均长度，l = 20\, cm = 20 \times 10^{-2} m}$$

$$\mathrm{相对磁导率，\mu _{r} = 1000}$$

则磁路的磁导由下式给出：

$$\mathrm{P=\frac{\mu _{0}\mu _{r}A}{l}}$$

$$\mathrm{\Rightarrow P=\frac{(4\pi \times 10^{-7}) \times (1000) \times (9 \times 10^{-4})}{(20 \times 10^{-2})}=5.652 \times 10^{-6} \: Wb/AT}$$