Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Теоретические основы электротехники специальные методы расчета электромагнитных полей. Учебное пособие
.pdf
Потенциал в этой же точке, обусловленный всеми электродами
х
контура, будет иметь вид
n
I
k
=+ -
ak
22
эз 11
hlhh
++
ln аrsh аrsh .
hrr
ʈ
1
I
Â
1
+
Á˜
˯
=
1
k
++
rr
(6.8)
Величина шагового напряжения в наиболее опасном для обслуживающего персонала месте определится разностью потенциалов в точке
над заземляющим электродом [формула (6.8)] и в точке М поверхности
земли на расстоянии шага [соотношение (6.6)]:
U
=-
шм
а
(6.9)
().
61
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В настоящем пособии рассмотрены методы расчета электромагнитных полей в двухслойных средах с плоскими границами раздела.
Такие подходы к расчету полей широко применяются при определении
параметров схем замещения различных электротехнических устройств
(линий электропередач, устройств заземления и т. д.). Изучение студентами технических специальностей изложенных в пособии способов
расчета полей, базирующихся
намики, способствует повышению уровня их подготовки. Кроме рассмотренных, в пособии существуют и другие специальные методы исследования полей. В настоящее время довольно широко применяются
разнообразные специальные аналитические методы расчета электромагнитных полей, такие как схемная аппроксимация объемов, занятых
электромагнитным полем на базе каскадных Е-Н схемы
Каскадные Е-Н схемы замещения успешно используются для анализа
электромагнитных процессов в электрических машинах и генераторах.
На основе Е-Н схем создаются электрические схемы замещения, необходимые для изучения электромеханического преобразования энергии,
особенно в электрических машинах специального или нетрадиционного исполнения. При исследовании полей используются также методы
расчета электромагнитных
характеристиками на основе использования собственных кусочных
функций. Особое место занимают методы расчета вихревых и потенциальных полей на базе специальных многоконтурных электромагнитных схем [6]. Эти схемы имеют решетчатую структуру, базируются на
на уравнениях классической электроди-
замещения.
полей в неоднородных средах с конечными
62
фундаментальных законах электродинамики и позволяют с высокой
точностью исследовать сложные двумерные поля.
Пожалуй, одним из главных достоинств этих методов является то,
что схемы синтезируются по достаточно простым алгоритмам и могут
быть интересны не только научным работникам, но и инженерам электротехнических специальностей. Одним из методов, получивших широкое распространение, является метод
расчета электромагнитных полей в слоисто-однородных (ортотропных) средах путем усреднения их
параметров. Метод основан на использовании уравнений классической
электродинамики, достаточно прост, обладает высокой точностью
и может быть использован при анализе электромагнитных полей
в устройствах нетрадиционной конструкции.
63
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Бессонов Л. А. Теоретические основы электротехники. Электромаг-
нитное поле : учебник / Л. А. Бессонов. –Москва : Гардарики, 2003. – 310 с.
2. Гурский Д. А. Вычисления в MathCad 12 / Д. А. Гурский, Е. С. Турбина. –
Санкт-Петербург : Питер, 2006. – 544 с.
3. Демирчан К. С. Теоретические основы электротехники : учебник для
вузов в 3 т. / К. С. Демирчан, Л
Санкт-Петербург : Питер, 2003. – 424 с.
4. Нейман Л. Р. Теоретические основы электротехники, т. 2, ч. 4. Теория
электромагнитного поля : учебник / Л. Р. Нейман, К. С. Демирчан. – Ленинград : Энергоиздат,1981. – 415 с.
5. Тамм И. Е. Основы теории электричества : учебное пособие для вузов /
И. Е. Тамм. – Москва : Наука
6. Новожилов Ю. В. Электродинамика : учебное пособие / Ю. В. Новожилов, Ю. А. Яппа. – Москва : Наука, 1978. – 349 с.
7. Инкин А. И. Решетчатые схемы замещения электромагнитных полей :
учебное пособие / А. И. Инкин, А. В. Бланк. – Новосибирск : Изд-во НГТУ,
2015. – 200 с.
8. Инкин А. И. Метод расчета потенциального поля заряженного выпук-
цилиндра на примере контура заземления : автореф. дис. … канд. техн.
лого
наук / А. И. Инкин. – Новосибрск, 1967. – 20 с.
9. Найфельд М. Р. Заземление и другие защитные меры / М. Р. Найфельд. –
Москва, 1975. – 103 с.
10. Ослон А. Б. Некоторые вопросы теории заземлителей / А. Б. Ослон. –
Москва : КМК, 2003. – 74 с.
11. Петренко Ю. В. Теоретические основы электротехники. Физические
основы теории электрических цепей и методы их расчета / Ю.В. Петренко. –
Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2022. – 127 с.
12. Петренко Ю. В. Теоретические основы электротехники. Теория элек-
тромагнитного поля / Ю. В. Петренко. – Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2022. –
127 с.
13. Хернитер М. Multisim 7. Современная система компьютерного моде-
лирования и анализа схем электронных устройств / М. Хернитер; пер.
Москва : ДМК Пресс, 2006. – 488 с.
. Р. Нейман, Н. В. Коровкин, В. Л. Чечурин.
, 1989. – 504 с.
с англ. –
64
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение ................................................................................................................... 3
1. Метод наложения в магнитостатике .............................................................. 4
Закон Био-Савара–Лапласа ............................................................................... 4
2. Электростатика .................................................................................................. 7
Метод зеркальных отображений в электростатике ......................................... 7
3. Магнитное поле постоянного тока ............................................................... 18
Метод зеркальных отображений в магнитостатике ...................................... 18
4. Стационарное поле токов в проводящей среде .......................................... 34
4.1. Электродвижущая сила (ЭДС) ................................................................. 35
4.2. ЭДС замкнутого контура .......................................................................... 36
4.3. Вектор плотности тока .............................................................................. 37
4.4. Расчет величины тока по заданному распределению
плотности тока
4.5. Первый закон Кирхгофа в интегральной форме..................................... 39
4.6. Закон Ома в дифференциальной форме .................................................. 40
4.7. Интегральная форма обобщенного закона Ома ..................................... 42
4.8. Второй закон Кирхгофа в интегральной форме ..................................... 44
.......................................................................................... 38
65
5. Метод зеркальных отображений при расчете полей токов
в проводящей среде ......................................................................................... 46
5.1. Теория расчета заземляющих устройств ................................................. 46
5.2. Расчет поля сферического заземлителя ................................................... 46
5.3. Исследование поля многоэлементного заземлителя .............................. 50
5.4. Расчет распределения тока по периметру контура ................................ 55
6. Расчет сопротивления заземляющего устройства .................................... 58
Расчет распределения потенциала на поверхности земли ............................ 59
Заключение ............................................................................................................. 62
Библиографический список .................................................................................. 64
66
Петренко Юрий Васильевич
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ
СПЕЦИАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ РАСЧЕТА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ
Учебное пособие
Редактор
Выпускающий редактор
Дизайн обложки А.В. Ладыжская
Корректор И.Е. Семенова
Компьютерная верстка
Налоговая льгота – Общероссийский классификатор продукции
Издание соответствует коду 95 3000 ОК 005-93 (ОКП)
Подписано в печать 28.05.2025. Формат 60 × 84 1/16. Бумага офсетная
Тираж 100 экз. Уч.-изд. л. 3,95. Печ. л. 4,25. Изд. № 223/24. Заказ № 160
Отпечатано в типографии
Новосибирского государственного технического университета
630073, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20
И.Л. Кескевич
И.П. Брованова
Н.В. Гаврилова
Цена договорная
67
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]