катушка с сердечником

КАТУШКА С ФЕРРОМАГНИТНЫМ СЕРДЕЧНИКОМ

- реактивное сопротивление катушки индуктивности

- циклическая частота

- индуктивность

- поток рассеяния

- основной магнитный поток

большую часть пути проходит по воздуху, поэтому можно считать, что он пропорционален току катушки и совпадает с ним по фазе

создает - ЭДС рассеяния

- индуктивность, обусловленная потоком рассеяния.

- учитывается, как падение напряжение на реактивном сопротивлении рассеяния

- падение напряжения на реактивном сопротивлении

Составим уравнение 2-го закона Кирхгофа для катушки с магнитным сердечником

ПОТЕРИ В КАТУШКЕ С МАГНИТНЫМ СЕРДЕЧНИКОМ

В реальных условиях в насыщенном магнито-проводе возникают потери мощности на перемагничивание (гистерезис). Кроме этого, магнитный поток наводит ЭДС не только в обмотке, но и в сердечнике, в результате чего возникают вихревые токи, которые ослабляют основное магнитное поле, одновременно разогревая сердечник. Возникают потери на вихревые токи.

Для уменьшения нагрева сердечник набирают из отдельных листов электротехнической стали, изолируя их лаком.

полные потери – потери меди (провода обмотки) плюс потери стали (вихревые токи в сердечнике и гистерезис)

- потери мощности в проводах

- потери на гистерезис

- потери на вихревые токи

Где - частота питающей сети (Гц)

- магнитная индукция (Тл)

- объем металла магнито-провода

- коэффициент, зависящий от свойств ферромагнетика и формы сечения листов стали.

- ЭДС катушки без сердечника

- ЭДС для катушки с сердечником

W – число витков

ЭДС самоиндукции, создаваемая каким-либо потоком, отстает от него на 90^о

Зависимость между напряженностью поля катушки и магнитной индукцией в сердечнике изображается кривой, которая называется петлёй гистерезиса. А так как магнитная индукция пропорциональна магнитному потоку, а напряженность пропорциональна току, петля гистерезиса будет являться и зависимостью между током в обмотке и магнитным потоком в сердечнике.

По второму графику можем определить значение магнитного потока в любой момент времени и по нему из первого графика найти соответствующее этому времени значение тока.

Через нулевые значения ток проходит раньше, чем магнитный поток. В этом и заключается сущность магнитного гистерезиса.

ВЕКТОРНАЯ ДИАГРАММА

Построение векторной диаграммы идет на основании уравнения электрического состояния катушки с магнитным сердечником. Напряжения и ЭДС в этом выражении синусоидальны. Несинусоидальный ток изобразить вектором нельзя. Его заменяют эквивалентной синусоидой. Эквивалентный синусоидальный ток опережает магнитный поток на угол . Построение векторной диаграммы начинается с построения вектора магнитного потока

Разложим вектор тока на две составляющих. Реактивная составляющая отстает от –Е на 90^о и, как всякий реактивный ток, создает реактивную мощность

(Вт)

(Вар)

И этот ток совпадает с магнитным потоком, а значит на создание магнитного потока идет реактивная мощность, поэтому реактивная составляющая тока называется намагничивающей.

Активная составляющая тока по фазе совпадает с –Е, она создает активную мощность, которая расходуется на нагрев сердечника вследствие явлений гистерезиса и вихревых оков. Чем больше , тем больше активная составляющая тока, тем больше потери в стали, поэтому угол называется углом магнитных потерь.