Розрахунок сил і моментів при різних формах струмопроводів

Рис. 6.4. Визначення е.д.с. між взаємноперпендикулярними струмопроводами.

Рис. 6.5. Е.д.с. у струмопрово­ді П-подібної форми.

а) в електричних апаратах часто зустрічається форма струмопровода, зображеного на рис.6.4.

Для цього випадку індукція від напівбезмежного провідника в точці х (за винятком х r) визначається виразом

(6.20)

Повна сила, яка діє на провідник довжиною а

(6.21)

Епюру розподілу електродинамічних сил, котрі діють на перемичку, показано на рис.6.4.

б) у апаратах низької і високої напруги силовий контур може мати форму петлі, показаної на рис.6.5.

У даному випадку силу взаємодії елементів такого контуру доцільно визначити, користуючись енергетичним методом. Відомо, що індуктивність П-подібної петлі рівна

(6.22)

Тому е.д.с., котра діє на перемичку, можна визначити як похідну запасу W_м по l. Тоді результуюче зусилля, котре діє на перемичку

(6.23)

Рис. 6.6. Е.д.с. у коловому витку

в) розрахунок е.д.с. в коловому витку (зображеному на рис.6.6).

Індуктивність колового витка при r/R0,25 визначається залежністю:

(6.24)

Результуюче зусилля, котре діє у витку радіуса R:

(6.25)

Сила P_R прикладена до кола довжини 2R. При розрахунку електродинамічної стійкості необхідно визначити зусилля Р_q, котре розриває виток. Очевидно,що:

(6.26)

Рис. 6.7. Е.д.с. при зміні площі перетину провідника

г) Електродинамічні зусилля в місцях зміни площі поперечного перетину провідника.

Електродинамічна сила, яка діє в місці зміни перетину циліндричних струмопроводів залежить тільки від співвідношення кінцевого і початкового радіусів струмопровода і визначається як:

(6.28)

де r₁ і r₂ див. рис.6.7.

В електричних контактах при переході струму з одного контакту в інший за рахунок викривлення ліній струму діє сила, яка розриває контакти. Ця сила розраховується аналогічно, як і в попередньому випадку: