Краткие теоретические сведения

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 10Следующая ⇒

Магнитная цепь – это магнитная система, содержащая источники магнитного поля, систему магнитопроводов из ферромагнитного  материала, воздушный (или из других веществ) зазор, по которым замыкается магнитный поток. В качестве источника магнитного потока используется катушка индуктивности с числом витков w, по которой протекает ток I. Создаваемая ею энергия магнитного потока преобразуется либо в энергию электрического поля, либо в механическую энергию.

При расчете магнитных цепей часто используется аналогия с электрическими цепями. 

Закон Ома для магнитной цепи:

Принцип непрерывности магнитного  поля (первый закон Кирхгофа для магнитной цепи): алгебраическая сумма магнитных потоков разветвлённой магнитной цепи равен нулю.

Закон полного тока (второй закон Кирхгофа для магнитной цепи):

Линейный интеграл напряжённости магнитного поля Н вдоль замкнутого контура равен сумме электрических токов проводов, которые пересекают поверхность, ограниченную этим контуром.

Задача 1.

Для магнитной цепи заданы: размеры цепи в сантиметрах, материал стержней А и В и ярем С и D (). Числа витков в катушках W₁ и W_2; Обе обмотки включены последовательно. Способ включения обмоток (согласно или встречно) указан в таблице вариантов. Необходимый магнитный поток в сердечнике Ф, длина воздушного зазора равна L₀.

Начертить схему магнитной цепи и определить: величину тока в обмотках для создания заданного магнитного потока, абсолютную и относительную магнитную проницаемость на участке, где расположена обмотка с числом витков W₁.

Пример расчета.

Рис. 4.1

Для магнитной цепи, приведенной на рисунке, заданы: размеры цепи в сантиметрах, материал сердечника, числа витков обмоток и магнитный поток Ф=2,4*10-3 Вб. Оба вертикальных стержня изготовлены из электротехнической стали Э42; горизонтальные части – ярма – изготовлены из литой стали. Определить силу тока в обмотках для создания заданного магнитного потока, абсолютную магнитную проницаемость и магнитную проницаемость сердечника, где расположена обмотка w1.

Решение.

1. Из чертежа определяем сечение сердечника S на длину средней магнитной линии l_ср на каждом участке:

S₁=S₂=4*2=24 см²=24*10-4 м²;

S₃=S₄=5*6=30 см²=30*10-4 м²;

l_ср1=l_ср2=20 см=0,2 м (пренебрегая l₀);

l_ср3=l_ср4=25 см=0,25 м.

2. Расчет магнитной индукции В на каждом участке:

В₁= В₂= В₀=Ф/S₁=2,4*10^-3/24*10^-4=1,0 Тл;

В₃= В₄=Ф/S₃=2,4*10^-3/30*10^-4=0,8 Тл;

3. По таблице, зная магнитную индукцию, находим напряженность магнитного поля Н на ферромагнитных участках сердечника: (В=f(Н) – кривые намагничивания):

Н₀ = 185 А/м; Н₁ = 185 А/м; Н₂ = 185 А/м; Н₃ = 642 А/м; Н₄ = 642 А/м

Задача 2

Рис. 4.2

Определить количество витков обмотки электромагнита, если ток в катушке I = 20А, а поток, при котором якорь начинает притягиваться, Ф = 30*10-4 Вб. Магнитопровод изготовлен из электротехнической стали Э330. размеры электромагнита l1 = 30см; l2= 2,5см; l 3 = l4 = 12см; lв = 0,5см; S1 = 30см2; S2 = 25см2. Зависимость f = В(Н) – характеристика II – кривая намагничивания стали Э330.

Задача 3. 

Рис. 4.3

Рассчитать токи I1 и I2 в катушках с числом витков ω1 и ω2 для разветвлённой магнитной цепи. Известно, что l1 = 80см; l2= 60см; l 3 = 20см; lв = 1мм; S1 = S2 = S3 =10см2. Ф1 = 1,25*10-3 Вб; Ф2 = 0,25*10-3 Вб. ω1 = 500 витков; ω2 = 200 витков, сталь – Э330.

Характеристики некоторых магнитных материалов

Таблица

Рис. 4.4 Кривые намагничивания I - электротехнической стали, II - стали Э330, III - литой стали, IV – чугуна.

Контрольные вопросы

1. Что такое магнитная цепь?
2. Почему можно провести аналогию магнитных цепей с электрическими?
3. В чём  состоит принцип непрерывности магнитного поля?
4. Сформулируйте закон полного тока
5. Какие материалы называют ферромагнитными?
6. Что может быть источником магнитного потока?
7. Как преобразуется энергия магнитного потока?

Практическое занятие №5 Расчёт цепи переменного тока.

Цель: Научиться рассчитывать параметры цепей однофазного переменного тока графически и аналитически

Познавательные статьи:



Коммуникативные барьеры и пути их преодоления

Рынок недвижимости. Сущность недвижимости

Решение задач с использованием генеалогического метода

История происхождения и развития детской игры