3.1.4 Построение потенциальной диаграммы

Потенциальная диаграмма представляет собой зависимость потенциалов точек электрической цепи от сопротивлений. Построение потенциальной диаграммы осуществляется в следующей последовательности:

1. Принимают какую-либо из точек схемы за заземленную точку и на схеме обозначают ее следующим образом:

Потенциал заземленной точки будет равен нулю.

2. Задаются обходом контура.

3. Обходят контур и поочередно определяют потенциалы всех точек контура. Для участка контура, не содержащего ЭДС, потенциал определяется следующим образом:

(1.6)

где φ_i – потенциал рассматриваемой точки;

φ_i-1 – потенциал предыдущей точки;

Знак «+» перед значением тока в формуле (1.6) ставится в том случае, если направление тока не совпадает с обходом контура, если их направления совпадают, ставится знак «-».

Для участка контура с ЭДС потенциал определяется так:

(1.7)

Знак «+» перед значением ЭДС в формуле (1.7) ставится в том случае, если направление ЭДС и обхода контура совпадают, если не совпадают, ставится знак «-».

При правильном расчете потенциалов точек контура электрической цепи потенциал заземленной точки в конце расчета должен получиться равным нулю (это проверочная точка).

4. Определяют сопротивление каждой точки контура, как суммарное сопротивление от заземленной точки до рассматриваемой точки.

5. Полученные значения потенциалов и сопротивлений каждой точки контура сводят в таблицу и по данным таблицы строят зависимость φ=f(R). По оси абсцисс откладывают сопротивления точек контура, а по оси ординат потенциалы точек с учетом их знака. Соединяют полученные точки в той последовательности, в которой обходят контур.

3.2 Методика расчета магнитных цепей для определения магнитного потока при заданной мдс (обратная задача)

Обратная задача решается в следующей последовательности.

1. Проводят среднюю магнитную линию.

2. Разделяют магнитную цепь на однородные участки с сечением S_i. Определяют площадь S_i и длину каждого участка l_i (l_i определяют по средней магнитной линии).

3. Определяют магнитный поток в воздушном зазоре:

(2.1)

где F_Н – известная МДС;

l – длина воздушного зазора;

S – площадь поперечного сечения.

3. Для каждого участка находят магнитную индукцию по формуле:

(2.2)

С учетом того, что в последовательной магнитной цепи магнитный поток постоянный магнитную индукцию В_i определяют для магнитного потока Ф₀. Если сечение магнитопровода на всех участках одинаково, то и магнитная индукция в таком случае на всех участках будет одинакова.

4. Для всех участков определяют напряженность магнитного поля Н_i. Для ферромагнитных материалов это делается по специальной таблице (таблица 2.3), а для воздушных зазоров напряженность определяется по формуле:

(2.3)

где μ₀ – магнитная постоянная равная 4π·10^-7 [Г/м].

5. По второму закону Кирхгофа составляют выражение для магнитной цепи:

(2.4)

6. Сравнивают полученное значение МДС F_Н0 из формулы 2.4 и заданное значение МДС F_Н из формулы 2.1. В соответствии от их соотношения корректируют значение магнитного потока Ф и расчет повторяют сначала в той же последовательности по формулам 2.2, 2.3 и 2.4.

7. Расчет таким образом повторяют 2-3 раза. В результате получается несколько парных значений F_i и Ф_i, которые заносятся таблицу:

Fi, А
Фi, Вб

8. По результатам таблицы строится зависимость Ф(F).

9. На полученной зависимости откладывают заданное значение МДС F_Н и по графику определяют магнитный поток Ф_Н.

Рисунок 2.3 – Зависимость Ф(F).

Таблица 2.3 – Характеристика намагничивания сталей

В, Т	Н, А/м для стали марок				В, Т	Н, А/м для стали марок
	1211 1212 1311	1511 1512	Лит. ст.	Пермен-дюр		1211 1212 1311	1511 1512	Лит. ст.	Пермен-дюр
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
0,10	-	40	80	57	0,50	171	85	400	82
0,20	-	50	160	70	0,55	191	94	443	-
0,30	-	60	240	73	0,60	211	110	448	85
0,40	140	70	320	76	0,65	136	127	535	-
0,45	152	75	360	79	0,70	261	145	584	88
0,75	287	165	632	-	1,25	976	640	1430	120
0,80	318	185	682	91	1,30	1140	770	1590	125
0,85	352	210	745	-	1,35	1340	970	1810	132
0,90	397	235	798	94	1,40	1580	1300	2090	140
0,95	447	270	850	-	1,45	1950	1830	2440	150
1,00	502	300	920	97	1,50	2500	2750	2890	162
1,05	570	340	1004	100	1,55	3280	3850	3430	180
1,10	647	395	1090	105	1,60	4370	5150	4100	200
1,15	739	460	1187	110	1,65	5880	6950	4870	225
1,20	840	540	1290	115	1,70	7780	8900	5750	260