Самостоятельная работа 11 (2 часа)

Раздел 2. Магнитное поле. Электромагнетизм

Тема 2.2. Магнитные цепи. Расчет магнитных цепей Расчет магнитной цепи

Цель работы: научиться производить расчет магнитных цепей на основе аналогии между электрической и магнитной цепями.

Форма отчетности: выполнение решения задач в письменном виде

Критерии оценки: «3» правильное использование законов электротехники с возможными недочетами в вычислениях, «4» - правильное решение задач варианта «5» - решение дополнительных задач Курсант должен уметь устно объяснить ход решения задач

Методика расчета:

Для наглядности можно составить эквивалентную электрическую схему замещения исходной магнитной цепи, с использованием которой выполняется расчет.

Соответствие параметров магнитной цепи эквивалентной электрической цепи

Электрическая цепь	Магнитная цепь
Силовая характеристика эл.поля Е – напряженность эл.поля	Силовая характеристика маг. поля В вакууме: Н – напряженность маг. поля В среде: В=µаН – магнитная индукция, µа – абсолютная магнитная проницаемость среды
Напряжение U=ЕL, где Е-напряженность эл. поля L – расстояние между точками	Напряжение Uм=НL где L – длина магнитопровода
Е – электродвижущая сила источника тока	Намагничивающая сила катушки с током F=Iw, где I – сила тока в катушке, w – число витков катушки
I – сила тока, одинакова на всех последовательно соединенных элементах	Ф=ВS – магнитный поток, одинаковый на всех последовательных участках магнитной цепи. S – площадь поперечного сечения участка
Закон Ома: I = U/R	Закон Ома: Ф = Uм/Rм
2 закон Кирхгофа Е=U1+U2+… Е = I1R1 + I2R2 + …	2 закон Кирхгофа F = Uм 1+ Uм2 +… Iw = Н 1L 1+ Н 2L 2+ …

Р асчет неразветвленной магнитной цепи осуществляется в следующей последовательности:

1. Выделяются участки магнитопровода из однородного материала с одинаковой площадью поперечного сечения. Длина участков считается по средней линии.(см. пунктирную линию на рис.1)

2. Исходя из постоянства магнитного потока вдоль всей цепи, определяются значения индукции для каждого -го участка: .

3. По кривой намагничивания для каждого значения находятся напряженности на ферромагнитных участках;

напряженность поля в воздушном зазоре

µ_о= 4π10^-7Г/м, магнитная проницаемость среды определяется по формуле: µ_а = В/Н

4. Магнитное напряжение на каждом участке Uм=Hl

5. Магнитное сопротивление каждого участка определяется по формуле: Rм = Uм/Ф

6. По второму закону Кирхгофа для магнитной цепи определяется искомая НС путем суммирования падений магнитного напряжения вдоль контура: ,

где -длина воздушного зазора.

Роль сердечника. Без сердечника магнитное поле распространяется равномерно вокруг катушки. Сердечник изготовлен из стали, обладающей высокой магнитной проницаемостью и низким магнитным сопротивлением. Поэтому основной магнитный поток замыкается по сердечнику, а по воздуху замыкается незначительный поток рассеивания.