19. Cхема замещения катушки с ферромагн сердечником.Векторная диаграмма.

При расчете цепей с ферромагнитными элементами с синусоидальными источниками питания индуктивность L нельзя считать постоянной, и поэтому необходимо использовать зависимость между ЭДС и потокосцеплением или потоком. Форма кривой зависимости между потоком Ф и намагничивающим током i (рис. 4.8) подобна форме основной кривой намагничивания В(Н), т.к. Ф = B∙S, а H = Iw/L.

Нелинейный характер зависимости между Ф и i приводит к тому, что индуктивность катушки L = W Ф / i перестает быть величиной постоянной и зависит от величины намагничивающего тока.

При непостоянстве индуктивности L ЭДС самоиндукции е, наводимую в катушке переменным током i следует определять по формуле: ;

Если к катушке подведено синусоидальное напряжение u = U_m sin(ωt + π/2), а активное сопротивление обмотки R ≈ 0, то приложенное напряжение уравновешивается только ЭДС самоиндукции: u = -e, U_M sin(ωt + π/2) = W∙ dФ / dt. Интегрируя это выражение, получим Ф = U_M/(2πf)∙W∙ sin(ωt) = Ф_M sin(ωt).

И з полученного соотношения следует: 1. При синусоидальном напряжении на зажимах катушки магнитный поток Ф, вызванный протекающим по цепи током I, тоже синусоидальный. 2. Заданному действующему значению напряжения U на зажимах катушки соответствует определенная амплитуда магнитного потока Фm независимо от того, имеется ли у катушки стальной сердечник или же магнитный поток целиком замыкается по воздуху. Магнитный поток индуктирует в обмотке катушки ЭДС самоиндукции е, равную по величине приложенному напряжению и противоположную ему по направлению. e = -WdФ/dt = -W∙Ф_M∙ω∙ cos(ωt) = 2πfW∙Ф_M∙sin(ωt - π/2), E_M = 2πf∙W∙Фm,

При этом индуктируемая ЭДС Е отстает от магнитного потока на четверть периода. Выражение для действующей индуктированной ЭДС E = 4,44fWФ_m часто используется при анализе работы и в практических расчетах и называется трансформаторной ЭДС.

В екторная диаграмма и а) последовательная, б) параллельная схемы замещения:

а)

б)

20. Энергетический баланс катушки с магнитопроводом.

Энергетический баланс катушки: P_К = UI∙cosϕ = P_СТАЛЬ+P_МЕДЬ; Потери мощности в стали (сердечник) – магнитные = const, P_СТАЛЬ=P_ГИСТ+P_ВИХР.Т.; Потери в меди (обмотка) – электрические, переменные, P_МЕДЬ = i² ∙R_К.

. Реальные газы. Уравнения состояния реальных газов.

Ур-е сост-я: Ур-е Менделеева - Клапейрона справ-во д/реального Г. Перегр-й вод пар при больших степенях перегрева и умеренных Р не плохо соотв-т модели идеал-го Г, однако чем ближе пар насыщ-я, тем хуже его св-ва описыв-ся Ур-ем М-К, т.к. проявляются: 1) силы межмолек-го взаимод-я; 2) нельзя не учит-ть V мол-л вод-го пара. Ур-е сост-я предложил Ван-дер-Ваальс: (p+а/v²)(v-b)=RT; Если сжимать идеал Г изотермически (RT=const), то pv=const; при увел-и р (р--)== v—0. Если сжимать изотерм-ки реал-й Г, то р--, то (v-b)—0 или v—b; b можно рассм-ть собств-й V мол-л реального Г; а,b,R – const, зав-е от вида Г; a/v² – учит-т взаимод-е м/д мол-ми; Ур-е Ван-дер-Ваальса качеств-но правильно опис-т измен-е пар-ров сост-я реального Г, а кол-во дает знач-е погреш-ти == на пр-ке в наст время не примен-ся.

21. Водяной пар и его св-ва. Ур-е состояния. Процесс парообр-я при р=const.

Паром наз-т Г близкий к сост-ю конденсации – насыщение. Формал-й границы м/д Г и паром нет. Г наз-т высоко перегр-й пар. При переходе Ж в пар, она проходит стадии: 1) Кипение, обратный процесс – конденсация. Кипение происх-т при Р,Т=const, это наз-ся парам-ми насыщ-я (Ps, ts). Они связаны прямопропорц-й f-ей ts=f(Ps); Чем выше Ps, тем выше ts. Д/вод пара ур-е д/расчета t кип-я: t₅=100*⁴P₅*10^-5;; C. При испар-и Ж обр-ся вод-й пар, кот-й наз-ся насыщенным. Насыщ-й пар – это пар, наход-я в динам-м равновесии Ж. Нас-й пар м.б. сухим и влажным. При парообр-и с повер-ти открыв-ся мелкие капельки неиспар-ся воды, кот-е затем нах-ся в паре, такой пар наз-ся влажным насыщ-м паром. При испарении всей Ж обр-ся сухой нас-й пар. Сухой нас-й пар хар-ся 1м пар-ром: Ps или ts. Влажный нас-й пар – 2мя пар-ми: 1) Ps и ts. 2) Степенью сухости пара (х); х=mсух пара/mвл пара=mс.п./mс.п.+mводы. Сухость пара – это массов-я доля сух-о пара во влажном. 0х1; Если х=0 – кипящая вода, х=1 – сухой нас-й пар, 0х1 – влажный нас-й пар. Перегретый пар – если сухой нас-й пар нагрев-ть дальше, то увел-ся t. – это пар, t кот-го выше, чем t насыщ-я, при данном Р. Хаар-ся 2мя пара-ми: Обычно Р и t, а разница (t-ts) – степень перегрева. Ур-е сост-я: Ур-е Менделеева - Клапейрона справ-во д/реального Г. Перегр-й вод пар при больших степенях перегрева и умеренных Р не плохо соотв-т модели идеал-го Г, однако чем ближе пар насыщ-я, тем хуже его св-ва описыв-ся Ур-ем М-К, т.к. проявляются: 1) силы межмолек-го взаимод-я; 2) нельзя не учит-ть V мол-л вод-го пара. Ур-е сост-я предложил Ван-дер-Ваальс: (p+а/v²)(v-b)=RT; Если сжимать идеал Г изотермически (RT=const), то pv=const; при увел-и р (р--)== v—0. Если сжимать изотерм-ки реал-й Г, то р--, то (v-b)—0 или v—b; b можно рассм-ть собств-й V мол-л реального Г; а,b,R – const, зав-е от вида Г; a/v² – учит-т взаимод-е м/д мол-ми; Ур-е Ван-дер-Ваальса качеств-но правильно опис-т измен-е пар-ров сост-я реального Г, а кол-во дает знач-е погреш-ти == на пр-ке в наст время не примен-ся.