Вопросы для самоконтроля

1. Назовите достоинства и недостатки электронных и контактных аппаратов.

2. Дайте понятие электронного ключа и назовите режимы работы ключей.

3. Какие силовые полупроводниковые приборы вы знаете?

4. Какие условия необходимо создать для перехода тиристора в проводящее состояние?

Тема 4. 2. Электромагнитные управляемые компоненты

Студент должен:

знать:

• основные типы дросселей насыщения и магнитных усилителей.

уметь:

• подключать бесконтактные коммутационные устройства в электрические схемы;

• снимать параметры и характеристики бесконтактных электронных аппаратов.

Общие сведения о дросселях насыщения и магнитных усилителях. Схемы управления на магнитных усилителях.

Источники информации (Л1) гл. 12.3; (Л2) гл.22.

Вопросы для самоконтроля

1. Что называется дросселем насыщения?

2. В чем отличие простейшего дросселя насыщения без подмагничивания от дросселя насыщения с подмагничиванием?

3. Какая характеристика называется характеристикой управления магнитных усилителей?

Методические указания по выполнению контрольной работы

Контрольная работа состоит из 10 вариантов, каждый из которых содержит 6 задач. Вариант определяется по номеру студента в списке журнала. К выполнению контрольной работы следует приступать только после изучения соответствующего раздела программы.

Контрольная работа выполняется в отдельной тетради в клетку, для замечаний рецензента оставляют поля 25-30 мм. Допускается оформление с помощью компьютерной графики на бумаге формата А4.

Расчеты производить с точностью до двух знаков, не считая нулей впереди значащих цифр, и обязательно указывать единицы измерения. Размерность всех величин должна соответствовать Международной системе единиц (СИ). Эскизы, схемы и графики выполняются карандашом с помощью чертежных инструментов, соблюдая требования ЕСКД.

Последовательность решения задач:

- полностью переписать условие задачи;

- выписать из условия задачи данные в виде условных обозначений и их цифровые значения;

- при необходимости начертить схему или эскиз;

- к каждому действию в решении задач требуется записывать краткие пояснения;

- выполняя расчеты, надо соблюдать единый порядок записей: название искомой величины, размерность, расчетная формула, в которую подставить числовые значения без единиц измерения, привести ответ, указав размерность (без скобок);

- в конце задачи выписать окончательные результаты;

- графики вычерчивать в масштабе в соответствии с полученными результатами вычислений, на каждой из осей координат должна быть нанесена равномерная шкала в выбранном масштабе;

- привести список использованной литературы;

- на обложке тетради указать номер контрольной работы, наименование дисциплины, фамилию, инициалы и номер группы, фамилию преподавателя.

Рекомендации по решению задач

Задача 1.

Решение этой задачи предусматривает расчет электродинамических сил на основании закона взаимодействия проводника с током и магнитным полем ([Л2] гл.2-3).

Сила взаимодействия F между двумя проводниками с токами I₁ и I₂ пропорциональна произведению этих токов (квадрату тока при I₁ = I₂) и зависит от геометрии проводников.

, (1.1)

где I - сила тока в проводнике; L – длина проводника; а – расстояние между шинами; К_ф – коэффициент формы, зависящий от размеров проводников и расстояний между ними, принимается по графику рисунок П.1 (см. Приложение А).

Для определения К_ф необходимо найти отношение , а затем по графику определить К_Ф.

Задача 2.

Решение этой задачи предусматривает расчет ЭДУ в кольцевом витке ([Л2] гл.2-5).

Электродинамические силы в кольцевом витке для витка круглого сечения при R >> r определяются по формуле

(1.2)

где I - сила тока в проводнике, R – радиус витка, r – радиус проводника, ln – основание натурального логарифма.

Задача 3.

Решение этой задачи требует знания основных законов теории магнитных цепей ([Л2] гл.7).

Прямая задача

По заданному магнитному потоку и габаритам магнитопровода определяем магнитную индукцию на участке цепи , где Ф – магнитный поток, S – площадь поперечного сечения магнитопровода.

По кривой намагничивания В = f(Н) для данного материала по величине магнитной индукции В определяем соответствующую напряженность Н (см. Приложение Б).

Тогда искомая МДС по закону полного тока:

, (1.3)

где L – длина средней магнитно-силовой линии.

Обратная задача

По заданной МДС F = I·W и габаритам магнитопровода определяем напряженность магнитного поля по закону полного тока

, (1.4)

По вычисленной напряженности по кривой намагничивания для заданного материала определяем магнитную индукцию В.

Определяем искомый магнитный поток, зная сечение магнитопровода S, (1.5)

Определяем относительную магнитную проницаемость:

(1.6)

где μ₀ = 125∙10^-8 Гн/м – магнитная проницаемость воздуха.

Задача 4.

Решение этой задачи требует знания теории нагрева аппаратов ([Л2].гл.3).

Коэффициент поверхностного эффекта можно определить по графикам, изображенным на рисунках Приложения В. Для этого необходимо вычислить параметр:

, . (1.7)

где f – частота переменного тока, Гц

R₁₀₀ – активное сопротивление постоянному току проводника длиной l = 100 м, Ом

Задача 5.

Для решения этой задачи необходимо изучить теорию нагрева электрических аппаратов ([Л2] гл.3).

Номинальная МДС, создаваемая катушкой

(1.8)

Отсюда можем определить сопротивление катушки R₀.

При работе в продолжительном режиме сопротивление изменяется

, (1.9)

где R₀ – сопротивление катушки в холодном состоянии,

R_t – сопротивление катушки в нагретом состоянии,

α – температурный коэффициент сопротивления,

θ – перегрев аппарата.

Задача 6.

Для решения этой задачи необходимо изучить теорию ([Л2] гл.4).

Переходное сопротивление контакта R_к определяется по формуле:

, (1.9)

где К – коэффициент, учитывающий свойства материала контакта и состояние его поверхности,

F – усилие сжатия контактов,

n – показатель степени, зависящий от формы контактной поверхности.

Таблица 1- Значения коэффициентов, учитывающих свойства материалов

Материал контактов	Коэффициент n
Медь	1∙10-3
Серебро	0,5∙10-3
Олово	5∙10-3
Алюминий	1,6∙10-3
Латунь	6,7∙10-3
Сталь	76∙10-3