2. Свойства ферромагнитных материалов

Кривая зависимости , получающаяся при циклическом перемагничивании ферромагнитного материала, называется петлей гистерезиса. Эта кривая изображена на рисунке 1. Чем больше площадь петли, тем больше потери на перемагничивание, нагревающие материал.

Рисунок 1

Магнитная индукция при напряженности , называется остаточной магнитной индукцией или остаточной намагниченностью. Напряженность магнитного поля при называется коэрцитивной силой. Ферромагнитные материалы с большим значением коэрцитивной силы называются магнитотвердыми. Из этих материалов изготавливают постоянные магниты. Ферромагнитные материалы с малым значением коэрцитивной силы называются магнитомягкими. Эти материалы используют в магнитопроводах электрических машин и трансформаторов. Зависимости приводятся в справочниках в табличной форме или в виде кривых, называемых кривыми намагничивания.

Билет 32

3. Расчет магнитных цепей

Основным законом, используемым при расчетах магнитных цепей, является закон полного тока.

(1)

Он формулируется следующим образом: линейный интеграл вектора напряженности магнитного поля по замкнутому контуру равен алгебраической сумме токов, охватываемых этим контуром. Если контур интегрирования охватывает катушку с числом витков , через которую протекает ток , то алгебраическая сумма токов , где – магнитодвижущая сила.

Обычно контур интегрирования выбирают таким образом, чтобы он совпадал с силовой линией магнитного поля, тогда векторное произведение в формуле (1) можно заменить произведением скалярных величин . В практических расчетах интеграл заменяют суммой и выбирают отдельные участки магнитной цепи таким образом, чтобы вдоль этих участков можно было считать приблизительно постоянными. При этом (1) переходит в формулу

(2)

где   - длины участков магнитной цепи; – магнитные напряжения участков цепи. Магнитным сопротивлением участка магнитной цепи называется отношение магнитного напряжения рассматриваемого участка к магнитному потоку в этом участке

где - площадь поперечного сечения участка магнитной цепи, – длина участка.

Рассмотрим расчет магнитной цепи, изображенной на рис. 9.2.

Рисунок 2

Ферромагнитный магнитопровод имеет одинаковую площадь поперечного сечения . - длина средней силовой линии магнитного поля в магнитопроводе; - толщина воздушного зазора. На магнитопроводе размещена обмотка, по которой протекает ток I.

Прямая задача расчета магнитной цепи заключается в том, что задан магнитный поток и требуется определить магнитодвижущую силу . Определим магнитную индукцию в магнитопроводе

По кривой намагничивания найдем значение напряженности магнитного поля , соответствующее величине .

Напряженность магнитного поля в воздушном зазоре

Магнитодвижущая сила обмотки

При обратной задаче расчета магнитной цепи по заданному значению магнитодвижущей силы требуется определить магнитный поток. Расчет выполняется с помощью магнитной характеристики цепи . Для построения такой характеристики необходимо задаться несколькими значениями и найти соответствующие значения . С помощью магнитной характеристики по заданной магнитодвижущей силе определяется магнитный поток.

Билет 33