Тема 1.3. Электродинамические усилия (эду) (электромагнитные) в аппаратах.

1.3.1. Методы расчета эду.

1). Результат взаимодействия проводника с током и МП (правило Ампера).

-правило левой руки

«В» определяют по закону Био-Савара-Лапласа (МП от другого проводника).

2). Энергетический метод.

Пренебрегается энергией эл.статического поля, считают токи при деформации проводников неизменными:

где: - энергия МП;

х - перемещение в направлении ЭДУ.

Д ля 2 – х магнитосвязаных контуров

Усилие внутри одного контура:

Усилие взаимодействия 2-ух контуров:

Д.б. известны:

Положительному направлению усилия соответствует возрастание энергии МП.

Для кольцевого контура:

при . Усилие растягивает контур.

Направление усилия:

1.2.3. Расчет усилия между параллельными проводниками.

по закону Б-С-Л;

Полное усилие:

где: - коэффициент контура

здесь

Круглая и кольцевая формы сечения проводников не влияют на F, т.к. магнитные силовые линии – окружности, и можно считать, что ток сосредоточен на геометрической оси проводника. Поверхн. эффект не сказывается. Эффект близости вызывает увеличение F.

При прямоугольном сечении:

где: - коэффициент формы

Усилия и моменты, действующие на взаимноперпендикулярные проводники и в месте изменения сечения, определяют по закону Био-Савара-Лапласа и формуле Ампера. В витках катушки, между катушками – энергетическим методом.

1.3.3. Усилия при переменном токе.

Однофазная цепь:

F – без изменения знака

Трехфазная цепь:

(/1/, с. 31 - 48)

Для 2-ух параллельных проводников разной длины:

Примеры:

1.

з акон Б-С-Л

На участке от r до х

На участке от r до а:

2.Усилия в витке

При

Применим энергетический метод:

3. Усилие в катушке

4. Усилия в месте изменения сечения

Тема 1.4. Магнитные цепи.

1.4.1. Общие сведения.

Всякое вещество является магнетиком (намагничивается).

Слабые магн. вещества:

- диамагнетики – намагничиваются против направления внешнего МП (Cu,Au, Ag), большинство органических соединений;

- парамагнетики – создается собственное МП, совпадающее с внешним (усиливается) (Pt, Al, редкозем. элементы).

Сильные магнитные вещества (ферромагнитные, далее ФМ): Fe, Ko, Ni и сплавы. Магнитные вещества намагничены даже при отсутствии внешнего МП.

Большая Mr: для Fe Mr=5000; супермалая Mr=800000.

Мягкие ФМ – малая коэр. сила (Нс) (Fe, Fe+Ni).

Жесткие ФМ – большая Нс: углерод, вольфрам, стали (пост. магниты).

При tº ≥ 900 ºC (т. Кюри) ФМ становится парамагнетиком.

ФМ обладают магнитострикцией (изменяют размеры при намагничивании).

Ферриты – п/проводн. ФМ (большое уд. эл. сопротивление).

Магнитоупругий эффект: при усилии изменяется .

(( А. Эйнштейн, А.Б.Столетов (1839-1896), Вейс (1865-1940, Фр.), Я.И.Френкель, В.Гейзенберг (1901-1976, Герм.), Л.Д. Ландау)).