Аналогия электрических и магнитных цепей
Похожие статьи вашей тематики
Если сравнить соотношения, приведенные в разделах 11.4.3 и 2.3.1, то нетрудно заметить аналогию в описании состояния магнитных цепей и электрических цепей постоянного тока (см. табл. 11.1).Таблица 11.1
| Закон
Цепь
| Кирхгофа
первый
| Кирхгофа
второй
|
Ома
| | электрическая
| 
| 
| 
| | магнитная
| 
| 
| 
| В табл. 11.2 указаны соответствующие друг другу величины (аналоги).Таблица 11.2
| Электрическая цепь
| I
| E
| U
| R
| U (I)
| | Магнитная цепь
| Ф
| F
| 
| 
| 
| Если воспользоваться аналогией и известными приемами расчета электрических цепей, то расчет магнитной цепи будет подобен расчету нелинейных цепей постоянного тока с той лишь разницей, что ВАХ нелинейных сопротивлений обычно заданы, а ВбАХ участков необходимо построить с учетом их геометрических размеров и свойств ферромагнитных материалов. При этом удобно использовать схему замещения магнитной цепи, в которой каждому участку из ферромагнитного материала соответствует нелинейное магнитное сопротивление с ВбАХ  , каждому участку из неферромагнитного материала соответствует линейное магнитное сопротивление , каждой обмотке – МДС, направление которой определяется по правилу правоходового винта («буравчика»). В ветвях схемы протекают магнитные потоки, на участках и между узлами возникают магнитные напряжения.
Определение МДС неразветвлённой магнитной цепи по заданному потоку и обратная задача.
 11.4.4. Расчет неразветвленной магнитной цепи
Пример 11.6
На рис. 11.23,а схематически изображен электромагнит. Сердечник его выполнен из листовой электротехнической стали (длина средней линии  см), а якорь – из литой стали ( см). Площадь сечения каждого из них S = 4  . Кривые намагничивания этих материалов показаны на рис. 11.23,б. Сердечник и якорь разделены воздушным зазором толщиной  мм. На сердечнике размещена обмотка с числом витков w = 400.
Возможны две задачи: прямая и обратная
Прямая задача. Известен магнитный поток (пусть, например,  мВб). Требуется найти ток в обмотке, необходимый для создания этого потока.
Решение
Вычислим магнитное сопротивление зазора:  . Затем магнитную индукцию:  . Теперь по кривым рис. 11.23,б находим напряженность магнитного поля: в сердечнике   и в якоре  .
По второму закону Кирхгофа для магнитной цепи найдем МДС:   А. Наконец,  A.
Обратная задача. Известен ток, например,  A.
Найти магнитный поток.
Решение
Задаваясь различными значениями магнитного потока, придется несколько раз решить прямую задачу, чтобы построить вебер-амперную характеристику (ВбАХ) магнитной цепи (рис 11.23,в) и по ней определить магнитный поток по вычисленному предварительно магнитному напряжению  A.
Получается Ф = 0,36 мВб.
При необходимости можно вычислить статическую индуктивность обмотки  и силу, с которой якорь притягивается к сердечнику,  . Здесь  – энергия магнитного поля, запасенная в воздушном зазоре.
|
