Котушки з феромагнітним сердечником

Котушка без феромагнітного сердечника є лінійним елементом електричного кола; її опір – величина стала, що не залежить від струму.

З введенням феромагнітного сердечника котушка стає нелінійним елементом. Її нелінійні властивості зумовлені нелінійною залежністю між магнітною індукцією В та напруженістю Н магнітного поля в сердечнику, котра зображається замкнутою кривою (петлею). (рис. 18.1.).

Якщо прикласти до котушки синусоїдну напругу, то індукція і напруженість магнітного поля котушки в загальному випадку є несинусоїдними функціями часу.

Для спрощення аналізу процесів в колі з такою котушкою часто несинусоїдні напругу, струм, індукцію замінюють еквівалентними синусоїдами. Тоді залежність між миттєвими значеннями В та Н описується еліпсом (рис.18.2.), площа якого при тому ж значенні струму дорівнює площі петлі перемагнічування (рис.18.1).

Площа петлі визначає в масштабі енергію, яка витрачається джерелом електричної енергії на перемагнічування одиниці об’єму сердечника. Частина енергії витрачається на гістерезис, частина – на вихрові струми. Явище нагрівання сердечника внаслідок гістерезису та протікання вихрових струмів враховується на схемі заміщення котушки введенням опору втрат в сталі, який може вмикатись послідовно або паралельно з котушкою.

В

Н

0

Рисунок. 18.1.

Вm