1.3.4 Закон Ома и Кирхгофа для магнитной цепи.

Значение магнитного потока

Соотношение называется законом Ома для магнитных цепей. Оно позволяет по аналогии с электрической цепью считать произведение числа витков на силу тока катушки, создающей магнитное поле, магнитодвижущей силой (МДС), а отношение МДС к магнитному потоку – магнитным сопротивлением r_μ.

Величина обратная магнитному сопротивлению называется магнитной проводимостью и измеряется в генри, т.е. в единицах индуктивности.

К магнитным цепям вполне применимы также законы Кирхгофа. Так, например, для магнитной цепи на рисунке магнитный поток в среднем стержне равен сумме магнитных потоков в крайних стержнях:

Φ =Φ +Φ .

Это соотношение аналогично первому закону Кирхгофа, который для магнитных цепей можно сформулировать как равенство нулю алгебраической суммы магнитных потоков, сходящихся в узлах магнитной цепи.

Законы магнитной цепи

1. Закон Ома для магнитной цепи.

На рисунке показана неразветвленная, неоднородная магнитная цепь, состоящая из трёх участков. Под действием магнитодвижущей силы обмотки в цепи возникает магнитный поток Ф, который можно принять одинаковым для всех участков. Выберем контур по средней линии магнитной индукции и обозначим длины однородных участков Ɩ_1, Ɩ_2, Ɩ₃, а поперечные сечения участков S₁ S₂ S₃.

По закону полного тока составим уравнение =Н₁Ɩ₁+Н₂Ɩ₂+Н₃Ɩ₃

Напряжённости магнитного поля участков:

Н₁=В₁/μ_а1; Н₂=В₂/μ_а2; H₃=В₃/μ_а3;

а магнитные индукции:

В₁=Ф₁/S₁, В₂=Ф₂/S₂, В₃= Ф₃/Sз.

Теперь напряжённости и магнитные индукции подставим в уравнение закона полного тока

По аналогии с электрической цепью называют магнитным сопротивлением участка магнитной цепи и обозначают R_м. В системе СИ единица магнитного сопротивления

R_м=

1.3.5 Потери в сердечнике.

Перемагничивание ферромагнитных материалов сопровождается их нагревом, а следовательно, потерей некоторой энергии. Известно, что количество энергии, теряемой в ферромагнитном теле за полный цикл перемагничивания, пропорционально площади петли гистерезиса.

1.4 Электрические цепи переменного тока.

1.4.1 Однофазные электрические цепи переменного тока.

ПОНЯТИЕ О ПЕРЕМЕННОМ ТОКЕ

Получение переменного тока. Переменный ток может быть получен в простейшем генераторе с обмоткой из одного витка и с одним двухполюсным магнитом.

В реальных генераторах обмотка, конечно, имеет не один виток, а много. Магнитное поле создаётся, как правило, не магнитом, а электромагнитом. Число его полюсов может быть больше двух. Кроме того, в одних исполнениях генераторов магнит неподвижен, а обмотка 2 вращается в других — обмотка 2 неподвижна, магнит вращается, что для конструирования и обслуживания генераторов весьма существенно, но принципиально совершенно безразлично. Почему? Потому что для генерирования переменного напряжения важно лишь, чтобы витки обмотки пересекались магнитными силовыми линиями, а это в равной степени достигается как в том, так и в другом случае.

При вращении обмотки (магнита) она (он) последовательно во времени занимает различные положения относительно магнитного поля (обмотки).

Сперва обмотка, плоскость которой перпендикулярна магнитному нолю, находится на нейтрали, т. е; между полюсами, как показано на рисунке. При этом проводники как бы скользят вдоль силовых линий и электродвижущая сила (ЭДС) в них не возникает. Затем один проводник (его торец зачернен) приближается к северному полюсу N, а другой (незачерненный) к южному S и, наконец, они проходят под полюсами.В этом положении проводники движутся перпендикулярно силовым линиям: ЭДС достигает своего наибольшего значения.

Далее проводники удаляются от полюсов и снова достигают нейтрали: ЭДС равна нулю.

Продолжая движение, проводник, который ранее проходил под северным полюсом, приближается к южному; проводник, который был под южным полюсом, приближается к северному: направление ЭДС. меняется на обратное. Под полюсами ЭДС по величине снова достигает наибольшего значения, но она отрицательна.

Наконец проводники удаляются от полюсов и опять выходят на нейтраль: ЭДС равна нулю. Далее при каждом обороте все периодически повторяется в той же последовательности.

Определение: Переменными называют токи и напряжения, изменяющиеся во времени, по величине и направлению. Их величина в любой момент времени называется мгновенным значением. Обозначаются мгновенные значения малыми буквами: i, u, e, p.