45. Описать вах неразветвленной цепи.

Напряжение U_L и U_C сдвинуты по фазе на 180 градусов, по этому напряжение цепи находятся как разница между индуктивным и ёмкостным:

U=U_L-U_C

Для каждого тока определяется разность и по полученным ординатам легко построить кривую выраженную зависимость и напряжения от тока. Если U_L=U_C, то U=0. При этих условиях в цепи и возникает ферро-резонанс напряжений. При малых токах, если напряжение индуктивности больше напряжения ёмкостного, то напряжение опережает ток на 90 градусов и наоборот. Из-за наличия активного сопротивления, а также потерь в стали, кривая будет располагаться выше, чем идеальное.

46. Дать понятие ферромагнитным материалом. Охарактеризовать их зависимости.

Ферромагнетик-вещество, обладающее спонтанной намагниченностью при температуре некоторые критической для данного материала (Кюри).

Зависимости ферромагнитных материалов:

Зависимость намагниченности от температуры: при температуре ниже температуры Кюри ферромагнитный материал обладает значительной намагниченностью. При повышении температуры до точки Кюри намагниченность уменьшается и исчезает при превышении этой температуры.

Зависимость намагниченности от внешнего магнитного поля: при намагничивании материала его намагниченность сначала растет пропорционально полю, но затем достигает насыщения. После удаления поля часть намагниченности сохраняется (остаточная намагниченность), и для полного размагничивания требуется приложить обратное поле (коэрцитивная сила).

Гистерезисная зависимость: график зависимости намагниченности от приложенного поля имеет вид петли гистерезиса, которая демонстрирует наличие остаточной намагниченности и коэрцитивной силы.

47. Охарактеризовать свойства ферромагнетических материалов.

Свойства определяется параметрами как:

1. Коэрцитивная сила-минимальное поле необходимое для полного размагничивания

2. Насыщение-максимальная намагниченность насыщения достижимая при увеличении поля.

3. Кривая гистерезиса-зависимость намагничивания от приложенного поля.

4. Температура Кюри.

48. Описать классификацию ферромагнетических материалов, охарактеризовать каждый из видов.

Среди ферромагнитных материалов можно выделить следующие виды:

1. Чистые материалы (железо кобальт никель и другие, имеет высокую спонтанную намагниченность, низкую температуру Кюри и подвержены окислению).

2. Сплавы (сталь, они имеют различную степень легирования и обработки, что позволяет изменить их магнитные свойства в широком диапазоне).

3. Оксидные соединения (ферриты, в состав которой входит металл, гарнеты в состав которых входит редкоземельные вещества, они имеют низкую проводимость, высокую химическую стабильность и работоспособность при высоких частотах). \

4. Другие органические вещества (сульфиды, серениды, имеют разную структуру, высокую химическую стабильность, сверхпроводимости по проводимость).

49. Дать понятие переходным процессам. Охарактеризовать основные их виды для электрических цепей.

Переходные процессы – это временные изменения параметров системы, которые происходят после воздействия на систему внешних или внутренних возмущений и продолжаются до тех пор, пока система не достигнет нового устойчивого состояния.

Установившиеся (стационарный)-режим при котором токи и напряжения не изменены в отдельных ветвях цепей во времени. Он характеризуется периодическим повторением в мгновенных значений токов и напряжений ветвях. Считается, что во всех случаях этого режима параметры воздействующего сигнала их структуры цепей с параметрами её элементов не изменяется. Токи и напряжения взависит от вида внешнего воздействия и параметров самой электрической цепи.

2. Выходной режим-возникающий в электрической цепи при переходе от одного стационарного состояния к другому. Изменение стационарного режима может происходить от изменения внешних параметров, либо переключениями в внутри самой цепи.

50. Описать причины возникновения переходных процессов в электрических цепях.

Физической причиной возникновения переходных процессов в электрических цепях является наличие в них запасенной энергии. Энергия запасается в индуктивностях и емкостях.

Согласно законам коммутации энергия магнитного и электрического полей в этих элементах не может изменяться скачком. Из-за этого в цепи возникают переходные процессы, которые не могут закончиться мгновенно.

Переходный процесс возникает из-за несоответствием величины запасенной энергии в магнитном поле катушки индуктивности и электрическом поле ёмкости (конденсатора) с ее значением для нового состояния электрической цепи.

51. Основные методы анализа переходных процессов в линейных цепях.

Основные методы анализа переходных процессов в линейных цепях:

1. Классический метод, заключающийся в непосредственном интегрировании дифференциальных уравнений, описывающих электромагнитное состояние цепи.

2. Операторный метод, заключающийся в решении системы алгебраических уравнений относительно изображений искомых переменных с последующим переходом от найденных изображений к оригиналам.

3. Частотный метод, основанный на преобразовании Фурье и находящий широкое применение при решении задач синтеза.

4. Метод расчета с помощью интеграла Дюамеля, используемый при сложной форме кривой возмущающего воздействия.

5. Метод переменных состояния, представляющий собой упорядоченный способ определения электромагнитного состояния цепи на основе решения системы дифференциальных уравнений первого прядка, записанных в нормальной форме.

52. Охарактеризовать мощность потерь энергии в катушке со стальным сердечником

Мощность потерь энергии в катушке со стальным сердечником определяется несколькими основными механизмами:

Гистерезисные потери: они возникают из-за циклического перемагничивания стали сердечника в процессе работы катушки. Каждое изменение магнитного поля требует энергии для перемагничивания материала, что приводит к потерям, пропорциональным частоте перемагничивания и площади петли гистерезиса материала сердечника.

Вихревые токи: эти потери обусловлены наведением циркуляционных токов внутри проводящего сердечника, вызванных изменяющимся магнитным полем. Вихревые токи нагревают материал сердечника, вызывая тепловые потери, которые зависят от проводимости материала и толщины сердечника.

Омические потери: потери на нагрев в проводнике катушки из-за сопротивления материала, из которого изготовлена обмотка. Эти потери зависят от силы тока, проходящего через катушку, и сопротивления проводника.