IV. Определение магнитных цепей и их классификация.

Магнитная цепь – объём из ферромагнитного материала, предназначенный для распределения магнитного потока и содержащий кроме того источник МДС в качестве источника МДС могут использоваться постоянные магниты или электромагниты постоянного или переменного тока.

Классификация магнитных цепей.

По типу МДС

- магнитные цепи с постоянной МДС

- магнитные цепи с переменной МДС

По параметрам

- однородные мц, у которых на всей длине магнитные цепи сечение, материал и индукция одинаковой по всей длине мц

- неоднородные мц

По количеству источников МДС

- простые

- сложные

По виду:

- разветвлённые мц

- неразветвлённые

По наличию воздушных зазоров.

- замкнутые

-разомкнутые

4. Основные законы, используемые при расчёте магнитных цепей.

1. Закон полного тока:

Линейный интеграл по замкнутому контуру магнитной силовой линии от падения магнитного (H_il_i) = полному току, охватываемому этой силовой линией.

I₁-I₂+I₃=I_полн

В технических расчётах применяют приближённое значение.

Где сумма произведений напряжённого магнитного поля на длину участка магнитной цепи равна магнитодвижущей силе или полному току.

2. Первый закон Кирхгофа для магнитной цепи.

Алгебраическая сумма магнитных потоков в узле магнитной цепи равна нулю.

Ф₁ – Ф₂ – Ф₃=0

3. Второй закон Кирхгофа для магнитной цепи.

Алгебраическая сумма МДС равна алгебраической сумме падений напряжений на участках замкнутого магнитного контура.

4. Закон Ома для магнитной цепи.

Аналогия:

Электрические цепи Магнитные цепи

I Ф

E F

R R_магн

Ток – направленное движение распределение магнитных волн

Электронов

, где для однородной магнитной цепи

l_м – длина магнитной линии

µ - относительная магнитная проницаемость

Происходит «выпучивание» магнитных силовых линий Из-за выпучивания магнитного потока площадь сечения воздуха не равна площади сечения сердечника.

5. Расчёт магнитной цепи постоянного тока. Решение прямой задачи.

Исходные данные:

Заданы длины l₀₁, l₁₂, l₂₃, l₃₄, l₄₅ – длины магнитных участков цепи.

Задан материал сердечника, а следовательно задана магнитная проницаемость среды и кривая намагничивания.

Заданы размеры сечения сердечника S_м учитывая наше допущение S_м=S_В. F=WI, то есть необходимо найти ток, протекающий по катушке.

1. По 2-му закону Кирхгофа запишем

2. Определяем напряжённость магнитного поля в воздушном зазоре

3. Определяем индукцию В_В в воздушном зазоре и в магнитной цепи

4. Напряжённость стали определяем по кривой намагничивания

5. Найдём F, а затем

Обратной задачи

Задан ток, а надо найти магнитный поток. Исходные данные те же самые,что и в прямой задачи.

Задача решается графоаналитическим способом, то есть путём построения Вебер-Амперной характеристики, то есть зависимость Ф от I.

1. Задаёмся произвольно каким-то Ф’ и решаем прямую задачу и так далее.

2. Строим график по точкам.

3. По заданному F_зад определяем искомую величину магнитного потока.

Лекция №9