開關(guān)電源原理與設(shè)計(jì)(1)-展示頁
2025-01-22 17:05本頁面
【正文】 場(chǎng)中所受的力，既然不能測(cè)量，就不應(yīng)該假設(shè)它所受的力與介質(zhì)的屬性有關(guān)。由于在真空中磁感應(yīng)強(qiáng)度與磁場(chǎng)強(qiáng)度在數(shù)值上完全相等，因此，磁感應(yīng)強(qiáng)度在真空中的定義與磁場(chǎng)強(qiáng)度在真空中的定義是完全相同的?；颍涸谡婵罩写怪庇诖艌?chǎng)方向的1米長(zhǎng)的導(dǎo)線，通過1安培的電流，受到磁場(chǎng)的作用力為1牛頓時(shí)，通過導(dǎo)線所在處的磁場(chǎng)強(qiáng)度就是1奧斯特(Oersted)。這個(gè)代表介質(zhì)屬性的系數(shù)人們把它稱為導(dǎo)磁率。幸好，電磁感應(yīng)強(qiáng)度不但與流過單位長(zhǎng)度導(dǎo)體的電流大小相關(guān)，而且還與介質(zhì)的屬性有關(guān)。在宏觀條件下，磁場(chǎng)強(qiáng)度可以定義為空間某處磁場(chǎng)的大小。因?yàn)槊恳粋€(gè)微電流都產(chǎn)生磁效應(yīng)，所以把一個(gè)單位微電流稱為一個(gè)磁偶極子。現(xiàn)代磁學(xué)研究表明：一切磁現(xiàn)象都起源于電流。在分析開關(guān)變壓器的工作原理的時(shí)候，必然會(huì)涉及磁場(chǎng)強(qiáng)度H和磁感應(yīng)強(qiáng)度B以及磁通量等概念，為此，這里我們首先簡(jiǎn)單介紹它們的定義和概念。開關(guān)電源原理與設(shè)計(jì)（連載47）開關(guān)電源主要器件之開關(guān)電源變壓器星期六, 08/01/2009 21:51 — 陶顯芳開關(guān)電源原理與設(shè)計(jì)第二章開關(guān)電源主要器件21．開關(guān)電源變壓器現(xiàn)代電子設(shè)備對(duì)電源的工作效率、體積以及安全要求等技術(shù)性能指標(biāo)越來越高，在開關(guān)電源中決定這些技術(shù)性能指標(biāo)的諸多因素中，基本上都與開關(guān)變壓器的技術(shù)指標(biāo)有關(guān)。開關(guān)電源變壓器是開關(guān)電源中的關(guān)鍵器件，因此，在這一節(jié)中我們將非常詳細(xì)地對(duì)與開關(guān)電源變壓器相關(guān)的諸多技術(shù)參數(shù)進(jìn)行理論分析。在自然界中無處不存在電場(chǎng)和磁場(chǎng)，在帶電物體的周圍必然會(huì)存在電場(chǎng)，在電場(chǎng)的作用下，周圍的物體都會(huì)感應(yīng)帶電；同樣在帶磁物體的周圍必然會(huì)存在磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)的作用下，周圍的物體也都會(huì)被感應(yīng)產(chǎn)生磁通。磁性材料或磁感應(yīng)也不例外，鐵磁現(xiàn)象的起源是由于材料內(nèi)部原子核外電子運(yùn)動(dòng)形成的微電流，亦稱分子電流，這些微電流的集合效應(yīng)使得材料對(duì)外呈現(xiàn)各種各樣的宏觀磁特性。因此，磁場(chǎng)強(qiáng)度的大小與磁偶極子的分布有關(guān)。我們知道，電場(chǎng)強(qiáng)度的概念是用單位電荷在電場(chǎng)中所產(chǎn)生的作用力來定義的，而在磁場(chǎng)中就很難找到一個(gè)類似于“單位電荷”或“單位磁場(chǎng)”的帶磁物質(zhì)來定義磁場(chǎng)強(qiáng)度，為此，電場(chǎng)強(qiáng)度的定義只好借用流過單位長(zhǎng)度導(dǎo)體電流的概念來定義磁場(chǎng)強(qiáng)度，但這個(gè)概念本應(yīng)該是用來定義電磁感應(yīng)強(qiáng)度的，因?yàn)殡姶艌?chǎng)是可以互相產(chǎn)生感應(yīng)的。所以，電磁感應(yīng)強(qiáng)度可以在磁場(chǎng)強(qiáng)度的基礎(chǔ)上再乘以一個(gè)代表介質(zhì)屬性的系數(shù)來表示。在電磁場(chǎng)理論中，磁場(chǎng)強(qiáng)度H的定義為：在真空中垂直于磁場(chǎng)方向的通電直導(dǎo)線，受到的磁場(chǎng)的作用力F跟電流I和導(dǎo)線長(zhǎng)度 的乘積I 的比值，稱為通電直導(dǎo)線所在處的磁場(chǎng)強(qiáng)度。電磁感應(yīng)強(qiáng)度一般也稱為磁感應(yīng)強(qiáng)度。所不同的是磁場(chǎng)強(qiáng)度H與介質(zhì)的屬性無關(guān)，而磁感應(yīng)強(qiáng)度B卻與介質(zhì)的屬性有關(guān)。其實(shí)介質(zhì)的導(dǎo)磁率也不是通過作用力來測(cè)量的，而是通過電磁感應(yīng)的方法來測(cè)量的。磁場(chǎng)強(qiáng)度H和磁感應(yīng)強(qiáng)度B由下面公式表示：磁場(chǎng)強(qiáng)度H = F/I*l （21）磁感應(yīng)強(qiáng)度B = μ*H （22）（21）式中磁場(chǎng)強(qiáng)度H的單位為奧斯特（Oe），力F的單位為牛頓（N），電流I的單位為安培（A），導(dǎo)線長(zhǎng)度l 的單位為米（m）。由于特斯拉的單位太大，人們經(jīng)常使用高斯（Gs）作為磁感應(yīng)強(qiáng)度B的單位。由于磁現(xiàn)象可以形象地用磁力線來表示，故磁感應(yīng)強(qiáng)度B又可定義為磁力線通量的密度，即：?jiǎn)挝幻娣e內(nèi)的磁力線通量。如果磁通密度B用高斯（Gs）為單位，則磁通量的單位為麥克斯韋（Mx），面積的單位為平方厘米（cm2）。電磁感應(yīng)強(qiáng)度除了可以稱為磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁通密度外，很多人還把它稱為磁感密度。順便說明，在其它書上有人把磁感應(yīng)強(qiáng)度B的定義為：B = μ0 (H+M)，其中H和M分別是磁化強(qiáng)度和磁場(chǎng)強(qiáng)度，而μ0是真空導(dǎo)磁率。磁感應(yīng)強(qiáng)度與磁場(chǎng)強(qiáng)度的概念一直以來都比較混亂，這是有歷史原因的。AIEE原來的提案是把高斯作為磁通密度B的單位，由于翻譯成法文時(shí)誤譯為磁場(chǎng)強(qiáng)度，造成了混淆。1930年7月，國(guó)際電工委員會(huì)才在廣泛討論的基礎(chǔ)上作出決定：真空磁導(dǎo)率μ0有量綱，B和H性質(zhì)不同，B和D對(duì)應(yīng)，H和E對(duì)應(yīng)，在CGSM單位制中以高斯作為B的單位，以奧斯特作為H的單位。Unites的縮寫)表示，磁感應(yīng)強(qiáng)度與磁場(chǎng)強(qiáng)度的概念才基本得到統(tǒng)一。因此，只需要在CGSM單位制前面乘以一個(gè)系數(shù)。這里還需要強(qiáng)調(diào)指出，用來代表介質(zhì)屬性的導(dǎo)磁率并不是一個(gè)常數(shù)，而是一個(gè)非線性函數(shù)，它不但與介質(zhì)以及磁場(chǎng)強(qiáng)度有關(guān)，而且與溫度還有關(guān)。不過為了簡(jiǎn)單，當(dāng)我們對(duì)磁場(chǎng)強(qiáng)度與電磁感應(yīng)強(qiáng)度進(jìn)行分析的時(shí)候，還是可以把導(dǎo)磁率當(dāng)成一個(gè)常數(shù)來看待，或者取它的平均值或有效值來進(jìn)行計(jì)算。設(shè)開關(guān)變壓器鐵芯的截面為S，當(dāng)幅度為U、寬度為τ的矩形脈沖電壓施加到開關(guān)變壓器的初級(jí)線圈上時(shí)，在開關(guān)變壓器的初級(jí)線圈中就有勵(lì)磁電流流過；同時(shí)，在開關(guān)變壓器的鐵芯中就會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，變壓器的鐵芯就會(huì)被磁化，在磁場(chǎng)強(qiáng)度為H的磁場(chǎng)作用下又會(huì)產(chǎn)生磁通密度為B的磁力線通量，簡(jiǎn)稱磁
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