
- •15. Работа и мощность тока. Единицы работы и мощности. Закон Джоуля-Ленца в интегральной и дифференциальной формах.
- •18. Мост постоянного тока Уитстона. Расчет шунта и добавочного сопротивления для электроизмерительных приборов.
- •19. Ток в жидкостях. Электрическая диссоциация. Явления электролиза. Законы Фарадея для электролиза. Применение электролиза.
- •20. Закон Ома для токов в электролитах. Аккумуляторы(щелочные и кислотные). Заряд и разряд аккумуляторов. Емкость аккумуляторов.
- •29. Электромагнитная индукция. Опыты Фарадея, подтверждающие явление электромагнитной индукции. Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца.
- •30. Вращение рамки с током в магнитном поле. Вихревые токи(токи Фуки), применение.
- •Вращение рамки с током в магнитном поле.
- •31. Явление самоиндукции. Эдс самоиндукции. Индуктивность контура, соленоида. Взаимная индукция. Экстратоки, возникающие при замыкании и размыкании электрической цепи.
- •32. Трансформаторы, устройство, назначение, виды. Коэффициент трансформации. Энергия магнитного поля. Передача электрической энергии на расстояние.
- •33. Магнитный поток. Магнитные цепи. Закон Ома и Кирхгофа для магнитной цепи. Подъемная сила электромагнита.
- •34. Получение переменного тока. Устройство генератора переменного тока. Амплитудное и действующее значения напряжения и силы тока.
- •35. Переменный ток. Активное сопротивление в цепи переменного тока. Графическое изображение переменного тока. Векторная диаграмма.
- •36. Переменный ток. Конденсатор в цепи переменного тока. Емкостное сопротивление. Векторная диаграмма напряжения на конденсаторе в цепи переменного тока.
- •37. Переменный ток. Катушка индуктивности в цепи переменного тока. Индуктивное сопротивление.
- •40. Электромагнитные колебания. Колебательный контур. Добротность колебательного контура. Период электромагнитах колебаний в контуре. Получение электромагнитных волн. Излучение электрического диполя.
- •42. Токи смещения. Система уравнений Максвелла в интегральной и дифференциальной формах.
32. Трансформаторы, устройство, назначение, виды. Коэффициент трансформации. Энергия магнитного поля. Передача электрической энергии на расстояние.
Принцип
действия трансформаторов, применяемых
для повышения или понижения напряжения
переменного тока, основан на явлении
взаимной индукции. Впервые трансформаторы
были сконструированы и введены в практику
русским электротехником П.Н. Яблочковым
(1847—1894) и русским физиком И.Ф. Усагиным
(1855—1919). Первичная и вторичная катушки
(обмотки), имеющие соответственно N1
и N2 витков,
укреплены на замкнутом железном
сердечнике. Так как концы первичной
обмотки присоединены к источнику
переменного напряжения с э.д.с.
,
то в ней возникает переменный ток I1,
создающий в сердечнике трансформатора
переменный магнитный поток Ф, который
практически полностью локализован в
железном сердечнике и, следовательно,
почти целиком пронизывает витки вторичной
обмотки. Изменение этого потока вызывает
во вторичной обмотке появление э.д.с.
взаимной индукции, а в первичной —
э.д.с. самоиндукции.
Ток I1 первичной обмотки определяется согласно закону Ома:
где
R1 —
сопротивление первичной обмотки. Падение
напряжения I1R1
на сопротивлении R1
при быстропеременных полях мало
по сравнению с каждой из двух э.д.с.,
поэтому
Э.д.с.
взаимной индукции, возникающая во
вторичной обмотке,
э.д.с.,
возникающая во вторичной обмотке,
где знак минус показывает, что э.д.с. в первичной и вторичной обмотках противоположны по фазе.
Отношение
числа витков N2/N1,
показывающее, во сколько раз э.д.с. во
вторичной обмотке трансформатора больше
(или меньше), чем в первичной, называется
коэффициентом трансформации. Пренебрегая
потерями энергии, которые в современных
трансформаторах не превышают 2% и
связаны в основном с выделением в
обмотках джоулевой теплоты и появлением
вихревых токов, и применяя закон
сохранения энергии, можем записать, что
мощности тока в обеих обмотках
трансформатора практически одинаковы:
следовательно
т. е. токи в обмотках обратно пропорциональны числу витков в этих обмотках.
Если N2/N1>1, то имеем дело с повышающим трансформатором, увеличивающим переменную э.д.с. и понижающим ток (применяются, например, для передачи электроэнергии на большие расстояния, так как в данном случае потери на джоулеву теплоту, пропорциональные квадрату силы тока, снижаются); если N2/N1<1, то имеем дело с понижающим трансформатором, уменьшающим э.д.с. и повышающим ток (применяются, например, при электросварке, так как для нее требуется большой ток при низком напряжении).
Мы рассматривали
трансформаторы, имеющие только две
обмотки. Однако трансформаторы,
используемые в радиоустройствах, имеют
4—5 обмоток, обладающих разными рабочими
напряжениями. Трансформатор, состоящий
из одной обмотки, называется
автотрансформатором. В случае повышающего
автотрансформатора э.д.с. подводится к
части обмотки, а вторичная э.д.с. снимается
со всей обмотки. В понижающем
автотрансформаторе напряжение сети
подается на всю обмотку, а вторичная
э.д.с. снимается с части обмотки.
33. Магнитный поток. Магнитные цепи. Закон Ома и Кирхгофа для магнитной цепи. Подъемная сила электромагнита.
Магни́тный
пото́к — поток
как интеграл вектора
магнитной
индукции
через
конечную поверхность
.
Определяется через интеграл по поверхности
при этом векторный элемент площади поверхности определяется как
где
—
единичный
вектор, нормальный
к поверхности.
Также магнитный поток можно рассчитать как скалярное произведение вектора магнитной индукции на вектор площади:
где α — угол между вектором магнитной индукции и нормалью к плоскости площади.
Магнитный поток через контур также можно выразить через циркуляцию векторного потенциала магнитного поля по этому контуру
Магнитная цепь — последовательность взаимосвязанных магнетиков, по которым проходит магнитный поток.
При расчётах магнитных цепей используется почти полная формальная аналогия с электрическими цепями.
В схожем математическом аппарате также присутствует закон Ома, правила Кирхгофа и другие термины и закономерности.
Магнитная цепь и сопутствующий математический аппарат используется для расчётов трансформаторов, электрических машин, магнитных усилителей и т. П
Закон Ома и Кирхгофа для магнитной цепи.
Первый
закон Кирхгофадля
магнитной цепи:Сумма магнитных потоков,
сходящихся в узле магнитной цепи, равна
нулю:
Второй закон Кирхгофа для магнитной цепи.
Сумма MДС магнитного контура равна сумме падений магнитных напряжений:
ЗАКОН ОМА ДЛЯ МАГНИТНОЙ ЦЕПИ:Когда по катушке, состоящей из до витков, проходит ток I, то он возбуждает магнитный поток Ф, величина которого будет тем больше, чем больше будет число ампер-витков Iw. Произведение тока I на число витков w намагничивающая сила измеряется в амперах. Если взять соленоид, число витков которого равно 150, и пропустить по его обмотке ток 5 а, то число ампер-витков будет 5 x150 = 750 aw. Тот же магнитный поток можно получить, если намотать 1500 витков и пропустить по ним ток 0,5 а, так как 0,5 -1500 = 750 aw.
Это
выражение можно представить в ином
виде:
Ранее было получено выражение для магнитного потока соленоида
По своему
строению эта формула напоминает формулу
закона Ома для электрической цепи.
Выражение, стоящее в знаменателе,
называется магнитным сопротивлением
и обозначается Rм.
Выражение для магнитного потока запишем теперь в следующем виде:
Таким образом, магнитный поток Ф пропорционален намагничивающей силе F и обратно пропорционален магнитному сопротивлению Rм. Эту зависимость называют законом Ома для магнитной цепи.
Подъемная сила электромагнита.