10.3.3 Потери на гистерезис

Выше в модуле 3 определено, что ферромагнитному материалу присуще явление гистерезиса. Площадь гистерезисной петли в координатах В, Н (В-индукция, Н-напряженность поля), снятая при достаточно медленном изменении магнитного поля во времени (когда вихревые токи практически отсутствуют), характеризует собой энергию, выделяющуюся в единице объема ферромагнитного материала за один период переменного тока (за одно перемагничивание). Потери в сердечнике, обусловленные гистерезисом, пропорциональны объему сердечника, первой степени частоты и площади гистерезисной петли. От толщины листов потери на гистерезис не зависят.

Заметим, что гистерезисные петли, снятые при достаточно быстром изменении магнитного поля во времени, называют динамическими петлями гистерезиса. Динамические петли шире соответствующих статических петель за счет вихревых токов и магнитной вязкости.

Степень отличия динамической петли от соответствующей статической зависимости от скорости перемагничивания (от частоты), от удельного электрического сопротивления материала, от толщины листов, от температуры, от наличия в магнитном потоке высших гармоник.

10.3.4 Схема замещения катушки индуктивности со сталью.

В общем случае, для расчетов в цепях, содержащих нелинейную индуктивность, ее предс-

тавляют схемой на рис.10.12.

На этой схеме: -сопротивление катушки постоянному току, -сопротивление определяющее потери в ферромагнитном сердечнике («потери в

стали»); XL-реактивное сопротивление катушки. Для упрощения расчетов, если потери в стали достаточно малы, то сопротивление по значительно выше модуля индуктивного сопротивления катушки , и это сопротивление можно исключить из расчетной схемы.

Аналогично поступают с сопротивлением , если оно значительно меньше

индуктивного сопротивления, то вместо на расчетной схеме устанавливают перемычку.

Рис. 10.12

10.3.5. Экспериментальное определение характеристик катушки индуктивности со сталью.

Прежде всего определяют сопротивление постоянному току катушки индуктивности , для чего подают напряжение постоянного тока и измеряют падение напряжения на катушке и измеряют величину тока через катушку .Отсюда .

Для определения величины и зависимости величины индуктивности от действующих значений тока (напряжения) катушки собирают схему, приведенную на рис.10.13

Рис.10.13

На схеме е(t) – регулируемый источник синусоидальной ЭДС; А и V –элекро-

магнитные амперметр и вольтметр; W-ваттметр. Устанавливая различные значения напряжения на зажимах источника, записывают показания приборов. Для определения параметров катушки выполняют следующие расчеты. Для каждого к- того измерения. вычисляют:

1) полную мощность катушки- ;

2) реактивную мощность катушки ;

3) параллельное соединение Rc и XL заменяем эквивалентной последовательной

схемой, в которой , индуктивное сопротивление - ;

5)полную проводимость эквивалентной схемы, равную проводимости исходной схемы –

;

6) индуктивное сопротивление исходной схемы- ;

7) активное сопротивление и полное сопротивление катушки-;

8) падение напряжения на индуктивном сопротивлении - ;

9) ток в индуктивном сопротивлении- .

Для выполнения расчетов графическим методом строится зависимость или

зависимость .

Пример 10.4 .Сопротивление катушки индуктивности постоянному току –RM=2Ома, показания приборов при различных значениях ЭДС источника приведены в таблице 10.2.

Результаты расчетов по выше приведенным формулам в таблице 10.3

Графики зависимостей величины падения напряжения и индуктивного сопротивления от тока через

катушку индуктивности.(Рис 10.12а,б)

Рис 10.13.