Слайд № 30

Между проводниками, по которым течет ток, также возникают механические силы взаимодействия. В этом случае со стороны каждого из них на соседний будет действовать сила Ампера. Силу взаимодействия можно определить по следующей формуле:

F_1,2 = F_2,1 = F = kI₁I₂

I₁, I₂ – сила тока, А; l, a – длина и расстояние между проводниками, k – коэффициент, k = 2∙10^–7.

Применяя правило левой руки, можно установить, что если направление токов совпадает, то проводники притягиваются, если же направления токов противоположны, то проводники отталкиваются.

На взаимодействии проводников с током основано устройство электродинамических измерительных приборов.

6. Катушка с магнитопроводом в цепи переменного тока Слайд № 3

Катушка с магнитопроводом является одним из электромагнитных устройств, которое используется в электротехнических устройствах, работающих на переменном токе. Она состоит из обмотки, выполненной из медного или алюминиевого провода и ферромагнитного сердечника (магнитопровода). Форма катушки может быть различной.

Слайд № 32

При включении катушки на синусоидальное напряжение u в ней возникает переменный ток i и переменная магнитодвижущая сила F = i∙w. МДС приводит к появлению синусоидального магнитного потока Ф=Ф_m∙sinωt, который разделяется на две части.

Слайд № 33

Основной магнитный поток Ф₀ замыкается по сердечнику (магнитопроводу), другая часть – меньшая – замыкается по воздуху и частично по сердечнику и называется потоком рассеяния Ф_р. Оба этих потока пересекают витки обмотки и наводят в них э.д.с. – э.д.с. от основного потока и э.д.с. рассеяния.

При протекании тока по обмотке происходят потери на нагрев проводов – электрические потери Р_эл=I²R.

Кроме этого, в сердечнике происходят магнитные потери Р_м=Р_г+Р_в, состоящие из потерь на циклическое перемагничивание Р_г и потерь на вихревые токи Р_в.

Для уменьшения потерь на гистерезис используют магнитомягкие материалы.

Потери на вихревые токи уменьшают путем повышения электрического сопротивления сердечника:

1. Используются ферромагнитные материалы с высоким электрическим сопротивлением;

2. Сердечник выполняется шихтованным, т.е. набранным из тонких пластин электротехнической стали, изолированных друг от друга. Обычно на пластины наносят слой лака.

С ростом частоты магнитные потери увеличиваются, поэтому при частотах свыше 20 кГц сердечники, как правило, не используют.

При расчете магнитных цепей используют схемы замещения. Существует два вида схем замещения катушки – с параллельным и последовательным соединением элементов.

Слайд № 34

На слайде показана схема замещения катушки с параллельным соединением элементов, которое отображает процессы в магнитной цепи. На данной схеме R_пр – активное сопротивление обмотки катушки, Х_р = – индуктивное сопротивление рассеяния; G₀ = – активная проводимость, отражающая преобразование энергии на нагрев сердечника (магнитные потери); В₀ = – индуктивная проводимость, отражающая преобразование энергии на создание основного магнитного поля. I_а, I_μ – соответственно активная и реактивная составляющие тока катушки.

Исходя из схемы замещения, можно записать уравнение электрического равновесия катушки с ферромагнитным сердечником: