21.Расчет магнитных цепей. Закон полного тока. Магнитодвижущая сила(мдс), и магнитное напряжение магнитной цепи. Закон Ома для магнитной цепи. Сопротивление магнитной цепи.

При расчете магнитной цепи задача чаще всего сводится к определению необходимой э.д.с. для того, чтобы получить в магнитопроводе определенный магнитный поток или заданную магнитную индукция, например воздушном зазоре.

Полный ток – это алгебраическая сумма токов, проходящих через ограниченную замкнутым контуром поверхность.

Знаки токов определяем по правилу буравчика.

Закон полного тока говорит о том, что циркуляция по контуру L вектора напряженности магнитного поля, инициированного протеканием тока   равна полному току, то есть:

Магнитное напряжение вдоль всего контура L U_L = Σ H_L * ΔL

Магнитное напряжение вдоль замкнутого контура часто называют магнитодвижущей силой.

Закон Ома для участка магнитной цепи длиной   и площадью S. При напряжении   между концами участка связь между напряженностью магнитного поля Н и индукцией В выражается формулой:

 В этом выражении Ф аналогичен току электрической цепи, а магнитное напряжение - электрическому напряжению

Тогда магнитное сопротивление

 

Магнитное сопротивление определяется воздушным зазором. При наличии воздушного зазора для создания соответствующей индукции требуется большой ток.

22. Процессы в магнитопроводе при переменных (синусоидальных) МДС. Идеальная и реальная индуктивная катушки в цепи переменного тока. Уравнение трансформаторной ЭДС и его применение для расчета магнитных цепей.

рассмотрим идеальную индуктивную катушку, активное сопротивление которой равно нулю. Пусть по идеальной катушке с индуктивностью L протекает синусоидальный ток . Этот ток создает в индуктивной катушке переменное магнитное поле, изменение которого вызывает в катушке ЭДС самоиндукции

Эта ЭДС уравновешивается напряжением, подключенным к катушке:

u = eL = 0.

(1)

Таким образом, ток в индуктивности отстает по фазе от напряжения на 90^o из-за явления самоиндукции.

Уравнение вида (1) для реальной катушки, имеющей активное сопротивление R, имеет следующий вид:

(2)

ЭДС самоиндукции оказывает сопротивление протеканию переменного тока, из-за чего ток в реальной индуктивной катушке отстает по фазе от напряжения на некоторый угол φ (0^o< φ < 90^o), величина которого зависит от соотношения R и L. Выражение (2) в комплексной форме записи имеет вид:

где ZL - полное комплексное сопротивление индуктивной катушки ;

ZL - модуль комплексного сопротивления;

- начальная фаза комплексного сопротивления;

- индуктивное сопротивление (фиктивная величина, характеризующая реакцию электрической цепи на переменное магнитное поле).

Полное сопротивление индуктивной катушки или модуль комплексного сопротивления .

Катушка индуктивности — пассивный двухполюсный компонент электрических и электронных устройств и систем. Основной параметр катушки индуктивности — величина её индуктивности, зависящая только от геометрических размеров и материалов и не зависящая от режима работы... Реальная катушка индуктивности обладает индуктивным сопротивлением X=w*L =2*Pi*f*L f-частота тока,L-индуктивность катушки. и омическим сопротивлением R. Идеальная -только индуктивным X=2*Pi*f*L.

 Действующее значение ЭДС в первичной обмотке

.

        Для вторичной обмотки можно получить аналогичную формулу

.

        Электродвижущие силы E₁ и E₂, индуктированные в обмотках трансформатора основным магнитным потоком, называются трансформаторными ЭДС. Трансформаторные ЭДС отстают по фазе от основного магнитного потока на 90°.          Магнитный поток рассеяния индуктирует в первичной обмотке ЭДС рассеяния

,

        где  L_1s - индуктивность рассеяния в первичной обмотке.          Запишем уравнение по второму закону Кирхгофа для первичной обмотки

,

откуда

.     (1)

23. назначение устройство принцип действия трансформаторов. Идеальный однофазный трансформатор и его уравнение электрического состояния. Трансформатор – статическое электромагнитное устройство, предназначенное для преобразования одних значений тока и напряжения и другие значения той же частоты.

Он состоит из замкнутого ферромагнитного сердечника, на котором размещены обмотки. Обмотка, подключенная к источнику энергии, называется первичной. Обмотки, подключенные к сопротивлениям нагрузки, называются вторичными. Сердечник трансформатора применяется для уменьшения вихревых токов.

Под действием переменного напряжения в первичной обмотке возникает ток, и в сердечнике возбуждается переменный магнитный поток. При подключении нагрузки во вторичной обмотке возникает ток и из первичной обмотки во вторичную передается эл энергия.