Магнитная цепь ее назначение способы возбуждения

ЛЕКЦИЯ 6.МАГНИТНАЯ ЦЕПЬ, ЗАКОНЫ МАГНИТНОЙ ЦЕПИ.

Магнитная цепь — последовательность магнетиков, по которым проходит магнитный поток. Различают замкнутые магнитные цепи, в которых магнитный поток почти полностью проходит в ферромагнитных телах, и с зазором (например, воздушным). Понятием магнитная цепь широко пользуются при электротехнических расчетах трансформаторов, электрических машин, реле и др. Простейшая магнитная цепь — сердечник кольцевой катушки.

Магнитодвижущая сила (МДС) — физическая величина, характеризующая способность электрических токов создавать магнитные потоки. Используется при расчетах магнитных цепей; аналог ЭДС в электрических цепях.

Величина измеряется в амперах (СИ) или же в гилбертах (СГС), причём 1А = = 1,257 Гб. На практике для обозначения единицы МДС часто используется термин «ампер-виток», численно равный единице в СИ.

Магнитодвижущая сила в индукторе или электромагните вычисляется по формуле:

где ω — количество витков в обмотке, I — ток в проводнике.

Выражение для магнитного потока в магнитной цепи, также известное как закон Хопкинса, имеет следующий вид:

где — величина магнитного потока, — магнитное сопротивление проводника. Данная запись является аналогом закона Ома в магнитных цепях.

Классификация магнитных цепей.

— магнитные цепи с постоянной МДС (магнитодвижущей силой)

— магнитные цепи с переменной МДС

— однородные мц, у которых на всей длине магнитные цепи сечение, материал и индукция одинаковой по всей длине мц

По количеству источников МДС

— разветвлённые мц — неразветвлённые

По наличию воздушных зазоров.

Основные законы магнитных цепей.

В основе расчета магнитных цепей лежат два закона

Таблица 1. Основные законы магнитной цепи

Наименование закона	Аналитическое выражение закона	Формулировка закона
Закон (принцип) непрерывности магнитного потока		Поток вектора магнитной индукции через замкнутую поверхность равен нулю
Закон полного тока		Циркуляция вектора напряженности вдоль произвольного контура равна алгебраической сумме токов, охватываемых этим контуром

При анализе магнитных цепей и, в первую очередь, при их синтезе обычно используют следующие допущения:

— магнитная напряженность, соответственно магнитная индукция, во всех точках поперечного сечения магнитопровода одинакова

— потоки рассеяния отсутствуют (магнитный поток через любое сечение неразветвленной части магнитопровода одинаков);

— сечение воздушного зазора равно сечению прилегающих участков магнитопровода.

Это позволяет использовать при расчетах законы Кирхгофа и Ома для магнитных цепей, вытекающие из законов, сформулированных в табл. 1.

Таблица 2. Законы Кирхгофа и Ома для магнитных цепей

Наим. закона	Аналитическое выражение закона	Формулировка закона
Первый закон Кирхгофа		Алгебраическая сумма магнитных потоков в узле магнитопровода равна нулю
Второй закон Кирхгофа		Алгебраическая сумма падений магнитного напряжения вдоль замкнутого контура равна алгебраической сумме МДС, действующих в контуре
Закон Ома	где	Падение магнитного напряжения на участке магнитопровода длиной равно произведению магнитного потока и магнитного сопротивления участка

Сформулированные законы и понятия магнитных цепей позволяют провести формальную аналогию между основными величинами и законами, соответствующими электрическим и магнитным цепям, которую иллюстрирует табл.

Источник

Четырехполюсники. Электрические цепи с распределенными параметрами. Магнитные цепи. Магнитные цепи при периодических процессах , страница 9

Считая линию примеров 1.12.1, 1.12.2 линией без потерь (r₀=0; g₀=0), определить вторичные параметры линии, напряжениеи ток , мощности Р₁ и Р₂ при чисто активной нагрузке Z_H= 500 Ом. Построить график распределения действующего значения напряжения при условии , .

Параметры линии без потерь:

волновое сопротивление ,

коэффициент распространения ,

– фазовая скорость

– длина волны

Ток в нагрузке

Напряжение и ток в начале линии определяются по формулам

Аргумент тригонометрических функций:

Напряжение и ток в начале линии:

Мощности в начале и конце линии:

Потери мощности в линии отсутствуют, .

Распределение действующего значения напряжения вдоль линии находим наложением прямой и обратной волны напряжения:

В точках

В точке

График распределения действующего значения U(y) вдоль линии представлен на рис. 2.10.

Рис. 2.10. График распределения действующего значения вдоль линии

3. Магнитные цепи

3.1. Понятие и назначение магнитных цепей

Магнитной цепью называется совокупность устройств, содержащих ферромагнитные тела, служащих для сосредоточения магнитного потока в определенной части пространства. Магнитные цепи – это магнитопроводы электрических машин, трансформаторов, измерительных приборов, магнитных усилителей, преобразователей частоты и других устройств, выполняемых из ферромагнитных материалов с высокой магнитной проницаемостью m. В силу непостоянства m магнитные цепи нелинейны.

Различают цепи с постоянными магнитами, в которых магнитные потоки создаются за счет остаточной намагниченности ферромагнитного материала, и цепи, в которых магнитные потоки возбуждаются токами катушек, охватывающих отдельные участки магнитопровода.

Магнитная цепь называется однородной, если она выполнена из одного ферромагнитного материала, и неоднородной, когда в магнитную цепь включены участки с различными магнитными свойствами, например, воздушный зазор или вставка из диамагнитного материала.

Назначение магнитных цепей – усиление магнитного поля за счет намагничивающих свойств ферромагнитных материалов и сосредоточение его в определенном объеме.

3.2. Свойства ферромагнитных материалов

Свойства ферромагнитных материалов характеризуются зависимостью магнитной индукции В от напряженности магнитного поля Н. Различают два основных типа этих зависимостей: кривые намагничивания и гистерезисные петли. Под кривой намагничивания понимают однозначную зависимость В(Н). На рис. 3.1 изображено семейство гистерезисных петель (частных циклов намагничивания). Геометрическое место вершин гистерезисных петель называют основной кривой намагничивания. При постоянных потоках используются именно основные кривые намагничивания, приводимые в справочниках в виде кривых и таблиц.

Рис. 3.1. Гистерезисная петля ферромагнитного материала,

1 – основная кривая намагничивания

Все ферромагнитные материалы делятся на магнитномягкие – с узкой петлей гистерезиса и магнитотвердые – с большой площадью гистерезисной петли (рис. 3.2). В группу магнитномягких материалов входят электротехнические стали, железоникелевые сплавы (пермаллой) и др. Некоторые магнитномягкие материалы, например, перминвар, и др. обладают петлей гистерезиса, близкой по форме к прямоугольной (рис. 3.2).

Рис. 3.2. Гистерезисные петли для магнитномягкого материала (1) и магнитнотвердого материала (2)

В группу магнитнотвердых материалов входят углеродистые стали, вольфрамовые сплавы, сплавы магния, платинокобальтовые сплавы и др. Из магнитнотвердых материалов выполняют постоянные магниты. В радиотехнике при высоких частотах сердечники катушек индуктивности изготовляют из магнитодиэлектриков или из ферритов.

Магнитодиэлектрики – это материалы, полученные из мелкоизмельченного порошка магнетика, железа или пермаллоя, смешанного с диэлектриком. Смесь формируют и запекают. Сердечники из таких материалов не насыщаются, их m = const.

АлтГТУ 419
АлтГУ 113
АмПГУ 296
АГТУ 267
БИТТУ 794
БГТУ «Военмех» 1191
БГМУ 172
БГТУ 603
БГУ 155
БГУИР 391
БелГУТ 4908
БГЭУ 963
БНТУ 1070
БТЭУ ПК 689
БрГУ 179
ВНТУ 120
ВГУЭС 426
ВлГУ 645
ВМедА 611
ВолгГТУ 235
ВНУ им. Даля 166
ВЗФЭИ 245
ВятГСХА 101
ВятГГУ 139
ВятГУ 559
ГГДСК 171
ГомГМК 501
ГГМУ 1966
ГГТУ им. Сухого 4467
ГГУ им. Скорины 1590
ГМА им. Макарова 299
ДГПУ 159
ДальГАУ 279
ДВГГУ 134
ДВГМУ 408
ДВГТУ 936
ДВГУПС 305
ДВФУ 949
ДонГТУ 498
ДИТМ МНТУ 109
ИвГМА 488
ИГХТУ 131
ИжГТУ 145
КемГППК 171
КемГУ 508
КГМТУ 270
КировАТ 147
КГКСЭП 407
КГТА им. Дегтярева 174
КнАГТУ 2910
КрасГАУ 345
КрасГМУ 629
КГПУ им. Астафьева 133
КГТУ (СФУ) 567
КГТЭИ (СФУ) 112
КПК №2 177
КубГТУ 138
КубГУ 109
КузГПА 182
КузГТУ 789
МГТУ им. Носова 369
МГЭУ им. Сахарова 232
МГЭК 249
МГПУ 165
МАИ 144
МАДИ 151
МГИУ 1179
МГОУ 121
МГСУ 331
МГУ 273
МГУКИ 101
МГУПИ 225
МГУПС (МИИТ) 637
МГУТУ 122
МТУСИ 179
ХАИ 656
ТПУ 455
НИУ МЭИ 640
НМСУ «Горный» 1701
ХПИ 1534
НТУУ «КПИ» 213
НУК им. Макарова 543
НВ 1001
НГАВТ 362
НГАУ 411
НГАСУ 817
НГМУ 665
НГПУ 214
НГТУ 4610
НГУ 1993
НГУЭУ 499
НИИ 201
ОмГТУ 302
ОмГУПС 230
СПбПК №4 115
ПГУПС 2489
ПГПУ им. Короленко 296
ПНТУ им. Кондратюка 120
РАНХиГС 190
РОАТ МИИТ 608
РТА 245
РГГМУ 117
РГПУ им. Герцена 123
РГППУ 142
РГСУ 162
«МАТИ» — РГТУ 121
РГУНиГ 260
РЭУ им. Плеханова 123
РГАТУ им. Соловьёва 219
РязГМУ 125
РГРТУ 666
СамГТУ 131
СПбГАСУ 315
ИНЖЭКОН 328
СПбГИПСР 136
СПбГЛТУ им. Кирова 227
СПбГМТУ 143
СПбГПМУ 146
СПбГПУ 1599
СПбГТИ (ТУ) 293
СПбГТУРП 236
СПбГУ 578
ГУАП 524
СПбГУНиПТ 291
СПбГУПТД 438
СПбГУСЭ 226
СПбГУТ 194
СПГУТД 151
СПбГУЭФ 145
СПбГЭТУ «ЛЭТИ» 379
ПИМаш 247
НИУ ИТМО 531
СГТУ им. Гагарина 114
СахГУ 278
СЗТУ 484
СибАГС 249
СибГАУ 462
СибГИУ 1654
СибГТУ 946
СГУПС 1473
СибГУТИ 2083
СибУПК 377
СФУ 2424
СНАУ 567
СумГУ 768
ТРТУ 149
ТОГУ 551
ТГЭУ 325
ТГУ (Томск) 276
ТГПУ 181
ТулГУ 553
УкрГАЖТ 234
УлГТУ 536
УИПКПРО 123
УрГПУ 195
УГТУ-УПИ 758
УГНТУ 570
УГТУ 134
ХГАЭП 138
ХГАФК 110
ХНАГХ 407
ХНУВД 512
ХНУ им. Каразина 305
ХНУРЭ 325
ХНЭУ 495
ЦПУ 157
ЧитГУ 220
ЮУрГУ 309

Полный список ВУЗов

Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).

Источник