5.8. Магнитодвижущая (намагничивающая) сила.

Магнитодвижущей силой (МДС) или намагничивающей силой (НС) катушки или обмотки с током называют произведение числа витков катушки w на протекающий по ней ток I.

МДС Iw вызывает магнитный поток в магнитной цепи подобно тому, как ЭДС вызывает электрический ток в электрической цепи. Как и ЭДС, МДС — величина направленная (положительное направление на схеме обозначают стрелкой).

П оложительное направление МДС совпадает с движением острия правого винта, если винт вращать по направлению тока в обмотке.

Для определения положительного направления МДС пользуются мнемоническим правилом: если сердечник мысленно охватить правой рукой, расположив ее пальцы по току в обмотке, а затем отогнуть большой палец, то последний укажет направление МДС.

На рис. 14.5 дано несколько эскизов с различным направлением намотки катушек на сердечник и различным направлением МДС.

5.9. Разновидности магнитных цепей.

Магнитной цепью в общем случае называют совокупность катушек с током, ферромагнитных тел или каких-либо иных тел (сред), по которым замыкается магнитный поток.

М агнитные цепи могут быть подразделены на неразветвленные и разветвленные. Примером неразветвленной цепи может служить цепь, показанная на рис. 14.6. Разветвленные цепи делятся на симметричные и несимметричные. Магнитная цепь на рис. 14.7 симметрична: в ней Ф1 = Ф2, если обе части ее, расположенные слева и справа от вертикальной пунктирной линии, одинаковы в геометрическом отношении, изготовлены из одного и того же материала и если Достаточно сделать изменить направление тока в одной из обмоток или сделать воздушный зазор в одном из крайних стержней магнитопровода, чтобы магнитная цепь (рис. 14.7) стала несимметричной. Если цепь (рис. 14.7) окажется несимметричной, .

5.10. Расчет магнитной цепи

5.11. Аналогия магнитных и электрических цепей

5.12. Электромагниты

Э лектромагниты в технических устройствах применяются для подъема грузов, переключения контактов реле магнитных пускателей, вентилей гидравлических систем, растормаживания механических тормозов и т. д.

На рис. 1.18 представлена схема магнитной цепи электромагнита.

Подвижная часть (якорь – 2, рис. 1.18) магнитопровода электромагнита отделена от его неподвижной части 1 рис. 1.18 воздушным зазором. При подключении намагничивающей обмотки к источнику электрической энергии возбуждается магнитное поле, возникает электромагнитная сила, действующая на якорь, и он, преодолевая силу тяжести, действие пружин и т. п., притягивается к неподвижной части магнитопровода.

Расчет силы притяжения электромагнита часто проводится приближенно, исходя из следующих соображений:

1. Ток I в обмотке имеет установившееся значение.

2. Сердечник 1 и якорь 2 не насыщены.

3. Потоком рассеяния Ф_р и выпучиванием магнитного поля в зазорах пренебрегают.

4. При изменении воздушного зазора на dl₀ магнитная индукция В₀ остается постоянной.

В таком случае можно считать, что механическая работа по перемещению якоря в направлении действия сил F на расстояние dl₀ равна изменению энергии магнитного поля в воздушных зазорах, вследствие уменьшения их объемов.

С учетом двух воздушных зазоров имеем:

механическая работа

энергия магнитного поля в двух зазорах длиной dl₀, где – плотность электромагнитной энергии (энергия в единице объема зазора), S₀ – площадь одного воздушного зазора. Приравняв dW_мех и dW_эм, получим расчетную формулу силы притягивания электромагнита

1.16.