第一章磁场1-1磁场基本物理量船舶电气设备及系统中，有各种电机、变压器、电工测量仪表以及各类电磁铁电器等。本质上，他们都是利用电与磁的相互作用、相互变换而实现能量转换的装置。这些装置都有由线圈构成的电路和主要由铁磁材料构成的磁路。磁场基本物理量磁感应强度和磁通磁场是电流产生的。磁场与产生它的电流之间的方向关系可用右手螺旋定则来确定。磁感应强度B是用来表示磁场内一点的磁场强度及方向的物理量，它是一个矢量。磁场常用磁力线(或称磁感应线)来描述，磁力线是空间闭合回线，磁力线的疏密表示磁场的强弱，其方向即磁场的方向。B=ɸ/S二、磁场强度磁场强度H是计算磁场时所应用的一个物理量，也是矢量。磁场强度只与产生磁场的电流有关而与磁介质无关。但在磁场强度的作用下，磁介质被磁化而产生附加磁场，因而磁场中各点的磁感应强度则因磁介质的不同而不同。磁感应强度与磁场强度的关系为Ｂ＝μＨ式中μ称为磁介质的磁导率或称磁导系数，它表明磁介质产生附加磁场的能力。不同的介质，磁导率不同。任一物质的磁导率μ与真空中的磁导率μ０之比，称为该物质的相对磁导率。1-2铁磁材料及铁损在工程上，物质按其磁性分为磁性材料和非磁性材料。磁性材料主要是指铁、钴、镍及其合金，是制造电机、电器等的主要材料之一。非磁性材料的磁导率都近似等于真空中的磁导率。一．铁磁材料的磁性能高磁导特性将铁磁材料放入电流磁场中，他将被磁化而产生很强的附加磁场，使磁场的磁感应强度B比电流在真空或非磁性材料中产生的B0大百倍、千倍、甚至万倍，因此可用较小的励磁电流产生足够大的磁感应强度和磁通。用高磁导率的铁磁材料制造电机、电器可使其重量轻、体积小。磁饱和特性磁滞和剩磁特性二．磁性材料的类型根据磁性材料特性的不同，铁磁材料可分为典型的三类。软磁材料：矫顽力小，磁滞回线狭窄。如铸铁、铸钢、纯钢、纯铁、泼墨合金和铁氧体等材料。电机、变压器等电器的铁芯采用软磁材料。硬磁材料：矫顽力、剩磁均较大，磁滞回线宽。一般用来制造永久磁铁，如钨钢、钴钢及铁镍铝钴合金等。矩磁材料：剩磁很大，磁滞回线形状近似矩形,在自动控制系统中用做记忆元件、开关元件。常用的有镁锰铁氧体等。三．铁损当铁磁材料被反复磁化时，由于磁滞产生的功率损耗称为磁滞损耗，单位铁磁体内的磁滞损耗与反复磁化一次的回线面积成正比。磁滞损耗使铁芯发热。为减小磁滞损耗，应选用磁滞回线面积小的软磁材料做电机、电器的铁芯。1-3.磁路许多电气设备是用铁磁材料做成一定形状的铁芯，将励磁线圈绕在铁芯上。因为铁芯比周围空气或其他非磁性材料的磁导率高得多，所以励磁电流的磁通绝大部分聚集在铁芯内。这种主要由铁磁材料组成的、磁力线集中通过的闭合路径，工程上成为磁路。1-4.电磁铁(可查阅相关资料)一．电磁铁的工作原理(见图)二．电磁吸力对于交流电磁铁，瞬时电磁吸力是在零与最大值之间周期性变化的脉动。对于单相电磁铁，当瞬时电磁吸力接近于零时，因对衔铁吸力不足而产生振动和噪音。为此在铁芯的端部镶嵌一个闭合的铜环，成为短路环。交变磁通在短路环中引起感应电动势和楞次电流，以反抗磁通你过得变化，从而使穿过短路环的磁通的变化落后于环外磁通的变化。由于这两部分磁通不同时过零，故在任何瞬间对磁铁的吸力都不为零，从而消除振动和噪音。三相交流电磁铁，通常采用E型铁芯，三相铁芯线圈所产生的气隙磁通不会同时过零，因而不产生振动和噪音。三．交、直流电磁铁的特点1.交流电磁铁是由钢片叠成；直流电磁铁则由整块软钢制成铁芯。2.励磁线圈为恒压型的交、直流电磁铁，他们的电路和磁路有着明显的不同，直流恒压电磁铁为恒磁势型，而交流恒压电磁铁为恒磁通型。其他电磁铁电器，如继电器、接触器和电磁阀等，其工作原理基本相同。只不过衔铁运动所带动的机械的机构不同。常见的铁芯形式有很E型、Ⅱ型和螺旋管型等。