Нелінійні магнітні кола змінного струму

Для підсилення магнітного поля і надання йому необхідної конфігурації – машини і апарати змінного струму містять в собі стальні осердя (магнітопроводи). Щоб зменшити втрати енергії від вихрових струмів при частоті змінного струму  ці осердя виконують з листової електротехнічної сталі товщиною 0,25÷0,5 мм.

Залежність магнітного потоку від струму нелінійна, але зміна в часі магнітного потоку практично синусоїдна. Доведемо це.

Якщо котушку з осердям під’єднати до джерела синусоїдної напруги (рис.20, а):

,

то змінний струм в котушці згідно з законом електромагнітної індукції збудить в осерді змінний магнітний потік . Цей потік індукує в котушці ЕРС самоіндукції:

,

де кількість витків котушки.

Ця ЕРС непропорційна збуджуючому струму, так як індуктивність котушки з осердям не є сталою величиною ( ).

Струм в котушці створюється спільною дією прикладеної напруги  і ЕРС, індукованою магнітним потоком :

,

де активний опір котушки.

Рис.20. Котушка з осердям

 

Перепишемо рівність у вигляді:

і отримаємо

.

Так як , то й  і тоді:

.

Звідси знаходимо закон зміни магнітного потоку в часі:

Тут враховано, що постійна інтегрування  являє собою постійний магнітний потік в осерді, який при усталеному процесі рівний нулю.

Синусоїдна напруга, яка прикладена до котушки, змушує магнітний потік в осерді змінюватись у часі також синусоїдно.

Знайдемо вираз для ЕРС самоіндукції. Для спрощення приймемо початкову фазу магнітного потоку  рівною нулю:

.

Тоді ЕРС самоіндукції:

відстає за фазою від магнітного потоку на кут .

Амплітудне значення ЕРС:

.

Діюче значення ЕРС:

.

Таким чином, ми одержали рівняння трансформаторної ЕРС:

.

Питання до самоперевірки

 

1. Проаналізуйте взаємодію двох рівнобіжних провідників при однаковому напрямку струму в них.

2. Проаналізуйте взаємодію двох рівнобіжних провідників при різних напрямках струму в них.

3. Проаналізуйте сутність індукційно–динамічних взаємодій у системах зі струмами, що змінюються.

4. Чому в електромагнітах не виникають сили відштовхування якоря від осердя при будь–якому напрямку струму в обмотці?

5. Пояснить перше рівняння Максвелла в елементарних умовах стосовно до обмотки з числом витків W і струмом i.

6. Поясніть закон електромагнітної індукції Фарадея в елементарній формі.

7. Поясніть закон електромагнітної індукції Фарадея щодо електромагнітних елементів змінного струму.

8. Закон розрахунку магнітних кіл.

9. Поясніть закон повного струму для магнітних кіл.

 

 

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

Поделиться: