Федеральное агентство по образованию

Тольяттинский государственный университет

Кафедра «Промышленная электроника»

Магнитные элементы электронной техники

Конспект лекций

Учебно-методическое пособие

для студентов специальности 210100.62

Составитель: Прядилов А.В.

Тольятти 2013

УДК 621.318

Магнитные элементы электронных устройств: курс лекций. – Тольятти: Издательство ТГУ, 2013

В данном учебно-методическом пособии изложены основные функции, выполняемые элементами магнитной техники; электромагнетизм, динамические процессы при перемагничивании ферромагнетиков, рассмотрены связи между электрическими и магнитными величинами для сердечника при перемагничивании, а также моделирование сердечника и процессов в нем. Дан анализ работы трансформаторов в ключевых схемах, рассмотрены токи и потери энергии в сердечнике трансформатора при двуполярном и однотактном режимах перемагничивания, представлены сведения о трансформаторных датчиках индукционных преобразователей. Рассматриваются также дроссели переменного тока, сглаживающие и дроссели насыщения. Анализируются нелинейные магнитные элементы, управляемые магнитные ключи и двухтактные магнитные усилители. Рассмотрены вопросы применения стандартизированных магнитных элементов электромагнитных и электромагнитных реле.

Предназначены для студентов направления 210100.62 «Электроника и микроэлектроника», 210100.62 «Электроника и наноэлектроника»

© Тольяттинский государственный университет, 2013

Содержание

Введение 5

Глава 1 Электромагнетизм 6

Глава 2 Электромагнетизм. Процессы при перемагничивании ферромагнетиков 6

Общие сведения 6

2.1 Единицы магнитных величин и магнитные свойства веществ 6

2.3 Виды магнитных материалов по их магнитным свойствам 10

2.4 Доменная структура и магнитная анизотропия ферромагнетиков 13

2.5. Кривые намагничивания и петли гистерезиса 18

Глава 3 Перемагничивание сердечника. Математическое моделирование. 24

Общие сведения 24

3.1. Электрические и магнитные величины для сердечника 24

3.2. Моделирование сердечника и процессов в нем. 26

Глава 4 Трансформаторы 33

Общие сведения 33

4.1. Трансформатор. Конструкция и принцип действия 34

Магнитопроводы трансформаторов 38

4.2. Типы трансформаторов 40

4.3. Область применения трансформаторов 44

4.4. Потери и коэффициент полезного действия 46

4.6 Методика расчета трансформатора 47

Глава 6 Трансформаторные датчики. Индукционные преобразователи 49

6.1 Общие сведения 49

6.2 Трансформаторные датчики 51

6.3 Датчики 51

Глава 7 Магнитные накопители энергии - дроссели 62

Общие сведения 62

7.1 Дроссели переменного тока 62

7.2 Сглаживающий дроссель 65

7.4 Дроссели насыщения 67

Глава 8. Магнитные усилители 71

Глава 9 Стандартизированные ряды магнитных элементов. 72

Общие сведения 72

9.1. Унифицированные ряды шихтованных сердечников (ШС). 75

9.2. Унифицированные ряды ленточных сердечников. 77

9.3. Прессованные сердечники. 79

9.4 Рекомендации по применению унифицированных рядов сердечников 80

Глава 10 Электромагниты постоянного и переменного тока 81

Общие сведения 81

10.1 Электромагниты. Основные части электромагнитов. 82

10.2 Основные характеристики электромагнитов. Сравнение электромагнитов постоянного и переменного тока. 91

Электромагниты соленоидного типа 94

Трехфазные электромагниты. 97

Глава 11 Датчики тока и поля 105

11.1 Пояс роговского 105

11.2 Датчики тока на основе датчиков холла 109

Список используемой литературы 115