зачет

Если близко один к другому расположены проводники с токами одного направления, то магнитные линии этих проводников, охватывающие оба проводника, обладая свойством продольного натяжения и стремясь сократиться, будут заставлять проводники притягиваться.

Магнитные линии двух проводников с токами разных направлений в пространстве между проводниками направлены в одну сторону. Магнитные линии, имеющие одинаковое направление, будут взаимно отталкиваться. Поэтому проводники с токами противоположного направления отталкиваются один от другого .

12. Простейшие магнитные цепи и их назначения в электрических устройствах. Зависимость магнитного потока, намагничивающей силы и магнитного сопротивления.

Простейшей магнитной цепью является кольцевой магнитопровод из ферромагнитного материала с равномерно нанесенной на нем намагничивающей катушкой. Магнитные цепи в зависимости от конструктивных особенностей и технических данных могут быть различными как по размерам, так и по конфигурации. Кроме того, они могут быть с одним или несколькими элементами, возбуждающими магнитное поле, неразветвленными и разветвленными. Разветвленные магнитные цепи, в свою очередь, могут быть симметричными и несимметричными.

13. Однородная и неоднородная магнитная цепь. Алгоритм решения прямой и обратной задачи.

Неоднородная магнитная цепь состоит из нескольких участков, отличающихся в общем случае длиной, поперечным сечением и материалом. Чаще всего встречаются магнитные цепи, у которых кроме участков из ферромагнитных материалов имеются воздушные зазоры.

Прямая геодезическая задача заключается в том, что по известным координатам одной точки (например точка А), вычисляют координаты другой точки (например точка

В), для чего необходимо знать горизонтальное проложение (длину) линии между этими точками ( ) и дирекционный угол этой линии

Решение прямой геодезической задачи выполняется по формулам:

14. Влияние воздушного зазора на режим работы магнитной цепи с постоянной и переменной намагничивающей силой.

Магнитное сопротивление R воздушного зазора прямо пропорционально длине зазора и при = 0,5…1 мм соизмеримо или больше магнитного сопротивления RM ферромагнетика при его длине, равной 0,5...1 м. Поэтому с увеличением уменьшается магнитный поток Ф в магнитной цепи, увеличивается магнитное напряжение UM на зазоре. Это ведёт к линеаризации вебер-амперной характеристики Ф(F) магнитной цепи, что упрощает в отдельный случаях её расчет.

Определим магнитные потоки в зазоре магнитной цепи упражнения 2 при уменьшении и увеличении воздушного зазора в два раза. Проведя прямые линии из точки F = 400 А (см. график рис. 6.20) к точкам Ф01 = F / R1M = 2,5 мВб и Ф02 = F / R2M = 10 мВб (рис. 6.21), получим точки пересечения а1 и а2 прямых

с характеристикой F / R1M. Ординаты точек а1 и а2 определяют искомые магнитные потоки Ф1 2,38 мВб и Ф2 4,4 мВб.

Принцип регулирования переменного магнитного потока (потокосцепления) магнитной цепи и соответственно индуктивности катушки и её реактивного сопротивления посредством изменения длины зазора в магнитопроводе используют при конструировании дросселя

15. Вихревые токи. Их возникновение. Полезное и вредное действие. Меры борьбы с ними.

Вихревыми токами (также токами Фуко) называются электрические токи, возникающие вследствие электромагнитной индукции в проводящей среде (обычно в металле) при изменении пронизывающего ее магнитного потока.

Вихревые токи порождают свои собственные магнитные потоки, которые, по правилу Ленца, противодействуют магнитному потоку катушки и ослабляют его. Кроме того, они вызывают нагрев сердечника, что является бесполезной тратой энергии.

Тепловое действие токов Фуко используется в индукционных печах - в катушку, питаемую высокочастотным генератором большой мощности, помещают проводящее тело, в нем возникают вихревые токи, разогревающие его до плавления.

Меры борьбы с ними

Мощность, затрачиваемая на нагрев сердечника вихревыми токами, бесполезно снижает КПД технических устройств электромагнитного типа.

Чтобы уменьшить мощность вихревых токов, увеличивают электрическое сопротивление магнитопровода, для этого сердечники набирают из отдельных тонких (0,1- 0,5 мм) пластин, изолированных друг от друга с помощью специального лака или окалины.

16. Закон электромагнитной индукции ( 2 формулировки). Принцип действия простейшего генератора.

1)ЗАКОН ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ (ЗАКОН ФАРАДЕЯ)

При изменении полного магнитного потока ФФ, пронизывающего контур, в этом контуре возникает ЭДС

индукции:

Ei=− ФΔt,Ei=− ФΔt,

где ФΔtΔФΔt −− скорость изменения магнитного потока ФФ, пронизывающего этот контур. Знак «−»«−» в

законе показывает то, как ориентирована возникающая ЭДС в контуре. Это так называемое правило

Ленца.

2) Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея при изменении магнитного потока ,

пронизывающего электрический контур, в нём возбуждается ток, называемый индукционным. ... где знак

«минус» означает, что ЭДС индукции действует так, что индукционный ток препятствует изменению

потока.

цепи потечет ток, называемый индуктированным током.

17. Однофазный переменный ток. Параметры и способы изображения синусоидальных электрических величин. Мгновенные и действующие значения электрических величин.

Однофазный переменным током называется такой электрический ток, который периодически изменяется по величине и направлению.

Получение переменного тока

Если проводник А вращать в магнитном потоке, образованном двумя полюсами магнита, в направлении по часовой стрелке (рис. 1), то при пересечении проводником магнитных силовых линий в нем будет индуктироваться э. д. с, величина которой определяется выражением

Е = Вlvsinα,

где В — магнитная индукция в Тл, l — длина проводника в м, v — скорость движения проводника в м/сек, α - угол, под которым проводник пересекает магнитные силовые линии.

Действующее (эффективное) значение переменного тока равно величине такого постоянного тока, который за время, равное одному периодупеременного тока, произведёт такую же работу (тепловой или электродинамический эффект), что и рассматриваемый переменный ток.

Мгновенное значение - величина напряжения или тока измеренная относительно нуля в любой выбранный момент времени t.

i = i(t); u = u(t)

Последовательность всех мгновенных значений в любом интервале времени можно рассмотреть как функцию изменения тока или напряжения во времени.

Например, синусоидальный ток или напряжение можно выразить функцией:

18. Цепи синусоидального тока с отдельными элементами (активным сопротивлением, индуктивностью, емкостью),

векторные диаграммы таких цепей

1. Резистор Идеальный резистивный элемент не обладает ни индуктивностью, ни емкостью. Если к нему приложить

синусоидальное напряжение (см. рис. 1), то ток i через него будет равен

(1)

.

Соотношение (1) показывает, что ток имеет ту же начальную фазу, что и напряжение. Таким образом, если на входе двухлучевого осциллографа подать сигналы u и i, то соответствующие им синусоиды на его экране будут проходить (см. рис. 2) через нуль одновременно, т.е. на резисторе напряжение и ток совпадают по фазе.

Из (1) вытекает:

;

.

Переходя от синусоидальных функций напряжения и тока к соответствующим им комплексам:

;

, - разделим первый из них на второй:

или

(2)

.

Полученный результат показывает, что отношение двух комплексов есть вещественная константа. Следовательно, соответствующие им векторы напряжения и тока (см. рис. 3) совпадают по направлению.

2. Конденсатор

Идеальный емкостный элемент не обладает ни активным сопротивлением (проводимостью), ни

индуктивностью. Если к нему приложить синусоидальное напряжение (см. рис. 4), то ток i через него будет равен

(3)

.

Полученный результат показывает, что напряжение на конденсаторе

отстает по фазе от тока на /2. Таким образом, если на входы двухлучевого осциллографа подать сигналы u и i, то на его экране будет иметь место картинка, соответствующая рис. 5.

Из (3) вытекает:

;

.

данный параметр является функцией частоты, что иллюстрирует рис. 6. Из рис. 6 вытекает, что при

конденсатор представляет разрыв для тока, а при . Переходя от синусоидальных функций напряжения и тока к соответствующим им комплексам:

;

, - разделим первый из них на второй:

или

(4)

.

вектора на угол по часовой стрелке. Следовательно, уравнению (4) соответствует векторная диаграмма, представленная на рис. 7.

3. Катушка индуктивности Идеальный индуктивный элемент не обладает ни активным сопротивлением, ни емкостью. Пусть

протекающий через него ток (см. рис. 8) определяется выражением . Тогда для напряжения на зажимах катушки индуктивности можно записать