设开关变压器铁芯的截面为S,当幅度为U、宽度为τ的矩形脉冲电压施加到开关变压器的初级线圈上时,在开关变压器的初级线圈中就有励磁电流流过;同时,在开关变压器的铁芯中就会产生磁场,变压器的铁芯就会被磁化,在磁场强度为H的磁场作用下又会产生磁通密度为B的磁力线通量,简称磁通,用“”表示;磁通密度B或磁通 受磁场强度H的作用而发生变化的过程,称为磁化过程。所谓的励磁电流,就是让变压器铁芯充磁和消磁的电流。
根据法拉第电磁感应定理,电感线圈中的磁场或磁通密度发生变化时,将在线圈中产生感应电动势;线圈中感应电动势为:
式中,N为开关变压器的初级线圈的匝数; 为变压器铁芯的磁通量;B为变压器铁芯的磁感应强度或磁通密度平均值。
这里引进磁通密度平均值的概念,是因为变压器铁芯中的磁通并不是均匀分布,磁通密度与铁芯或铁芯截面上的磁通实际分布有关。因此,在分析诸如变压器的某些宏观特性的时候,有时需要使用平均值的概念,以便处理问题简单。
从(2-4)式可知,磁通密度的变化以等速变化进行,即:
假定磁通密度的初始值为B(0) = Bo(取t = 0),当t > 0时,磁通密度以线性规律增长,磁通密度以线性规律增长,即:
当t = τ时,即时间达到脉冲的后沿时,磁通密度达到最大值Bm = B(τ)。磁通密度增量(磁通密度初始值和最终值之差)∆B = B(τ)-B(0) = Bm-Bo 。
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