磁路有三個基本定律作為分析計算的基礎。
1. 磁路的基爾霍夫第一定律(KCL)
在圖1所示磁路的分支處(又稱為磁路的節點)作一封閉面S,若忽略漏磁通并選定主磁通φ1、φ2、φ3的參考方向如圖所示。
圖1
① 內容:穿進任一封閉面的磁通一定等于穿出該封閉面的磁通。
② 表達式:
φ1+φ2 -φ3 = 0
寫成一般形式,有
∑φ = 0 (1)
即匯合于磁路中任一節點的磁通的代數和為零,這就是磁路的基爾霍夫第一定律。
③ 正負符號的選取:一般選離開節點的磁通項前取正號,反之取負號。
2. 磁路的基爾霍夫第二定律(KVL)
① 磁通勢F
鐵芯線圈的匝數與通過勵磁電流乘積叫做磁通勢F,磁通勢的SI主單位均為安(A)。
F = NI (2)
② 磁位差Um:
磁場強度H與該段磁路平均長度l的乘積,叫做該段磁路的磁位差Um,其單位均為安(A)。
(3)
③ 內容:磁路的任一閉合回路中,各段磁位差的代數和等于磁通勢的代數和。
④ 數學表達式:
推廣到一般情形,有
(4)
⑤ 正負號的選取:
a. 磁位差的符號:
選一繞行方向,磁通的參考方向與繞行方向一致時,該段磁位差項前取正號,反之取負號;
b. 磁通勢的符號:
勵磁電流的參考方向與磁路回線繞行方向符合右手螺旋關系時,該磁通勢項前取正號,反之取負號。
3. 磁路的歐姆定律
① 磁阻:媒質對磁通的阻礙作用,稱為磁阻。
圖2 一段均勻磁路
Rm =
磁阻的SI主單位為每亨(1/H)。
空氣的磁導率為常量,故氣隙的磁阻是常量。
鐵磁性物質的磁導率不是常量,使得鐵磁性物質的磁阻是非線性的,因此一般情況下不能應用磁路的歐姆定律進行計算。
② 磁路的歐姆定律:一段磁路磁通與磁位差成正比。