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电磁铁磁感应强度及吸力计算(1)
电磁铁磁感应强度及吸力计算(1)
多层通电螺线管的磁感应强度计算及电磁铁磁化后的电磁力分析及计算(附有matlab程序)
一、磁感应强度计算
一载有电流I、半径为a的线圈，如图所示，它在P点的磁感应强度计算如下：
（1）解析法
以O点为圆心、轴线为极轴，建立球坐标系和笛卡尔坐标系，如图所示。由毕奥‐萨伐尔定律和对称性可知，在空间（r，θ）相同的点（即以极轴上任一点为圆心、与圆电流平行的圆周上），B的大小必定相同。因此，取P点和极轴构成的平面为方位角φ=0的平面，计算比较方便。
圆电流I在P（r，θ，0）点产生的磁感应强度B的大小为：
u?Idl?RB??圆心O点与场点P之间的距离为：
??r?sinθcosθ????r?sinθsinθ????r?cosθ????r?sinθ?????cosθ??? 半径a矢量为:
πππ??a?sincosφ????a?sinsinφ????a?cos???a?cosφ????a?sinφ??? 源点Idl与场点P之间的距离为：
???????rsinθ?acosφ????a?sinφ????r?cosθ???
其大小为：
R?|?|??而线元dl等于:
????dl??????dl??????a?sinφ????a?cosφ???
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摘要: 电磁铁吸力的大小与气隙的截面积S0及气隙中的磁感应强度B0的平方成正比。基本公式如下：
式中： B 0 的单位是特
； S 0 的单位是平方米； F 的单位是牛
直流电磁铁的吸力 直流电磁铁的吸力依据上述基 ...
电磁铁吸力的大小与气隙的截面积S0及气隙中的磁感应强度B0的平方成正比。基本公式如下：
式中： B 0 的单位是特 [ 斯拉 ] ； S 0 的单位是平方米； F 的单位是牛 [ 顿 ] （ N ）。
直流电磁铁的吸力 直流电磁铁的吸力依据上述基本公式直接求取 .
交流电磁铁的吸力 交流电磁铁中磁场是交变的.
综合上述：
(1) 交流电磁铁的吸力在零与最大值之间脉动。衔铁以 两倍频率在颤动，引起噪音，同时触点容易损坏。为了消除这种现象，在磁极的部分端面上套一个分磁环(或称短路环），工作时，在分磁环中产生感应电流，其阻碍磁通的变化，在磁极端面两部分中的磁通 F 1 和 F 2 之间产生相位差，相应该两部分的吸力不同时为零，实现消除振动和噪音，如图所示；而直流电磁铁吸力恒定不变；
(2) 交流电磁铁中, 为了减少铁损，铁心由钢片叠成；直流电磁铁的磁通不变，无铁损，铁心用整块软钢制成；
(3) 在交流电磁铁中，线圈电流不仅与线圈电阻有关，主要的还与线圈感抗有关。在其吸合过程中，随着磁路气隙的减小，线圈感抗增大，电流减小。如果衔铁被卡住，通电后衔铁吸合不上，线圈感抗一直很小，电流较 大，将使线圈严重发热甚至烧毁；
(4) 直流电磁铁的励磁电流仅与线圈电阻有关，在吸合过程中，励磁电流不变。
电磁铁在生产中获得广泛应用。其主要应用原理是：用电磁铁衔铁的动作带动其他机械装置运动，产生机械连动，实现控制要求。
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栏目导航：　　【学员问题】直流电磁铁在吸合过程中吸力是如何变化的？
　　【解答】直流电磁铁的线圈动作为常数，在工作电压不变的情况下，线圈的电流也是常数，在吸合过程中不会随气隙的变化而变化。因此。允许操作颇率过高。它在吸合前气隙较大。磁路的磁阻也较大，磁通较小。因而吸力也较小。吸合后，气隙很小，磁阻也很小，磁通最大，电磁吸力也最大。
　　以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成，供参考，如有问题请及时沟通、指正。 责任编辑：风信子
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