Потери в нетоковедущих ферромагнитных деталях аппаратов

В цепях переменного тока, где имеются ферромагнитные элементы, имеют место активные потери.

Причина в том, что переменный магнитный поток, пересекая ферромагнитные детали, наводит вихревые токи. Они то и являются причиной потерь. Направление вихревых токов таково, что создаваемые ими магнитные потоки направлены встречно основному полю. По этой причине магнитный поток по сечению распределяется неравномерно и магнитная индукция максимальна на поверхности стержня.

Распределение магнитной индукции В и плотности тока I в ферромагнитном стержне показано на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 – Распределение магнитной индукции В и плотности тока I в ферромагнитном стержне.

 Опытное определение температуры нагрева ЭА.  Порой возникает необходимость определения мощности нагревателя. В случае, если нагреватель электрический, определить мощность можно измерив протекающий ток или сопротивление нагревателя. Что же делать, если нагреватель газовый (дровяной,  угольный, керосиновый, солнечный, геотермический и пр.)? Да и в случае электрического нагревателя может не быть возможности измерить ток/сопротивление. Поэтому предлагаю метод определения мощности нагревателя с помощью термометра, литрометра (весов) и часов (таймера, секундомера), то есть приборов, которые почти наверняка найдутся в арсенале самогонщика.      Определенное количество воды m залить в кастрюлю и измерить начальную температуру (T₁). Установить на разогретый нагреватель, засечь время. Через определенное время t снять показания термометра (T₂). Рассчитать мощность: P = m*(T₂-T₁)/t      Таким способом определил мощность конфорки своей печки в среднем положении переключателя мощности. Залил в кастрюлю 3 литра = 3000 грамм воды Установил таймер на t = 10 минут = 600 секунд Начальная температура воды T₁ = 12,5°C Температура при срабатывании таймера T₂ = 29,1°C Расчет: Для нагрева 1 грамма воды на 1°C необходимо количество энергии в 1 калорию или 4,1868 джоуль; Затраченная на нагрев трех литров воды энергия E = 3000*(29,1-12,5) = 49800 калорий = 208502,64 джоулей; Мощность - это количество энергии, подводимой за промежуток времени. P = 208502,64/600 = 347,5044 ватт; Если предположить теплопотери в 10%, то истинная мощность конфорки составит порядка

1.Расчет эду при переменном токе .

Електродинамічні сили при змінному струмі.

Приведені в попередніх параграфах вираження для визначення електродинамічних сил справедливі і для змінного струму, але в цьому випадку сили будуть мати змінні значення.

У загальному випадку електродинамічна сила може бути представлена вираженням

(н),

де с - коефіцієнт, що залежить від форми чи контуру контурів і їхнього взаємного

При змінному струмі і , тобто сила змінюється з подвійною частотою в порівнянні зі зміною струму. Тому що косинус кута приймає значення від +1 до -1, то сила f буде змінюватися від f = 0 до , не змінюючи свого знака. У розрахунках варто враховувати максимальне значення сили . З цього вираження видно, що при однофазному перемінному струмі максимальне значення сили при тому самому струмі (діюче значення) у 2 рази більше, ніж при постійному. Крім того, що руйнує дія пульсуючої сили більше, ніж постійної.

Ранішє відзначалося, що при нормальному режимі електродинамічні сили не несуть небезпеки для апарата. Однак при коротких замиканнях струми зростають у кілька разів у порівнянні з нормальними, а електродинамічні сили ростуть пропорційно квадрату струму.

При цьому варто мати на увазі наступне. На відміну від постійного струму, де максимальне значення струму короткого замикання дорівнює його сталому значенню F_y (якщо зневажити зміною опору за рахунок нагрівання), на перемінному струмі, у залежності від моменту короткого замикання, перша амплітуда i_уд.мах може істотно перевершувати амплітудне значення сталого струму короткого замикання (мал.26):

i_уд.мах = (1 1,8) I_m.

Максимальне зусилля в цьому випадку буде

,

отже, при рівному значенні сталого струму короткого замикання електродинамічна сила на перемінному струмі може виявитися в 6,5 разів більше, ніж на постійному струмі.

Максимальне для даного апарата значення струму, що апарат, будучи у включеному стані, може витримати без відключення і руйнування, називається динамічною стійкістю.

У кратності від номінального струму значення динамічної стійкості лежить у межах від 10I_н до 20I_н.

Для контакторів на динамічну стійкість розраховують контакти; для апаратів, що включаються в ланцюг послідовно з якорем (статорами) машин, розраховують котушки.