题主这个问题对于电磁系统的分析和设计很有意义,我们就用电磁系统的分析来解析题主的问题吧。
我们看下图:
图1:直流电磁系统的磁通势及铁芯磁通图
在图1的a图中,我们看到了继电器电磁系统的模式图。当线圈通电后,我们设流过线圈的电流是I,线圈的圈数是N,则线圈的磁势是IN。这一点很重要,因为直流电磁系统是恒磁势系统。
线圈在铁芯中产生了磁通Φ,磁通的方向由右手螺旋定则确定。但我们看到,线圈在空间中必定存在漏磁通ΦL,这些漏磁通ΦL直接与铁轭构成磁路。
我们定义沿着线圈的轴线向上是X轴,线圈的底部的X坐标是0,铁芯在此处的磁通是Φ0。见图1的c图。
我们随着X轴向上看,在线圈的顶部衔铁与铁芯之间的工作气隙处,其磁通为Φδ,我们把它叫做工作气隙磁通。工作气隙磁通Φδ是真正产生电磁吸力的磁通。于是,主磁通Φ0、漏磁通ΦL和工作气隙磁通Φδ三者之间的关系是:
,式1
式1与X轴的关系见图1的C图。C图对于题主的提问来说,特别重要!
我们定义σ为漏磁系数:
我们再看b图。在线圈底部x=0处,磁势为IN。随着X坐标的升高,在空间中X=x处与漏磁通相交链的磁势为:
。我们在空间中取一小段距离dx,此处的漏磁通为dΦL。根据磁路的基尔霍夫第二定律,且忽略掉铁芯磁阻和非工作气隙的磁阻,则可推得下式:
我们令铁芯对铁轭单位长度的楼磁导是λ,我们把它代入上式,可得:
。
我们对上式沿着x方向积分,即可求得漏磁通,为:
,式2
式2就是电磁系统中的漏磁通。通过它,我们可以进一步计算出气隙磁通Φδ和主磁通Φ0。如果已知Φδ,则可以求出IN;如果已知IN,我们又可以反求出Φδ。限于篇幅,此处忽略。
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说了这么多,我们可从中理解主磁通Φ0和漏磁通ΦL的关系,并理解工作气隙磁通Φδ与两者之间的关系。
另外,在电磁系统的磁路计算中,磁路的基尔霍夫第二定律和麦克斯韦电磁吸力公式特别重要,它们是我们计算及设计电磁系统的基础,必须重视。
回答结束。