Вычисления однородных магнитных цепей

4.1.1. При вычислении магнитных цепей выключают, как правило, две задачи – прямую и обратную. Относительно прямой задачи, то обычно задаётся геометрия круга, материал и магнитный поток. Нужно определить магнитодвижущюю силу. Насчет обратной задачи, то обычно задаются геометрия, материал и магнитодвижущая сила. Нужно определить магнитный поток.

4.1.2. Магнитное поле является однородным, тогда как во всем круге постоянные В и Н. То есть на всех участках круга один материал и одинаковый перевоз.

4.1.3. На рис. 4.1 приведен однородный магнитный круг.

Если решают прямую задачу (задано материал,геометрию и магнитный поток; нужно определить маг-

нитодвижущюю силу), вычисляют:

а) по заданному потоку Ф – магнитной индукцией В:

В =В/ S

б) по кривой намагничивания – напряженность

магнитного поля (рис. 4.2)

в) по закону полного тока – магнито –

двигательную силу: wI = HI_OC.

4.1.4. Решение обратной задачи

(задано материал, геометрию и магнито-

движущюю силу; нужно определить магнитный поток)

выполняют таким образом:

а) по закону полного тока определяют

H =

б) по кривой намагничивания вычисляют магнитную индукцию и напряженность магнитного поля;

в) магнитный поток вычисляют по соотношениям Ф = BS

4.1.5. На рис. 4.3 приведен симметричный

разветвленный магнитный круг (ОО ` - ось

симметрии). При решении прямой и обратной задач вычисляется только

половина круга. При этом на участке с

обмоткой магнитный поток равняется Ф. На участках без обмоток – берется поток, который равняется Ф /2.

5. Порядок выполнения работы.

Магнитная цепь и еге расчет.
Задание:
По катушке, которая имеет 5000 витков провода проходит ток. Каркас катушки кольцевой, имеет прямоугольное сечение площадью S=22 . Длина катушки посередине = 138 см.
Условие 1. Ток в катушке І=2А, витки катушки равномерно распределены по всему кільцевому каркасу (как на рисунке). Учитывая что магнитное поле в середине катушки однородное, определить напряженность магнитного поля, магнитную индукцию, магнитный поток, и индуктивность катушки двух случаев:
а)каркас катушки сделан из эбонита
бкаркас катушки дополнен магнитопроводом из стали марки 1211(Е11)
Анализ и решение
Случай А)
Каркас катушкисделан из эбонита. Напряженность магнітного поля во внутренней полости катушки, определяем:

Магнитная индукция

Для эбонитового каркаса абсолютная магнитная проникаемость равна магнитной постоянной.

Таким образом:

Магнитный поток сквозь плоскости витка катушки

Индуктивность катушки определяется отношением магнитного потокосцепления к току

Случай б)

Магнитодрот сделан из стали макры 1211(Е11).

Напряженность магнитного круга не зависит от наличия магнитопровода, поэтому она выражается как и в случае “а”

Зависимость В от Н для стали является нелинейным и абсолютно магнитная проницаемость стали – переменная. Поэтому магнитную индукцию невозможно определить по формуле. Для определения ее нужно воспользоваться характеристиками намагничивания стали, заданными в виде кривых намагничивания или в виде таблицы. Для электротехнической стали 1211 напряженность магнитного круга 7250 А\м соотносится магнитная индукция – 7.68 Т. При это магнический поток катушки выражается

Уравнивание со случаєм ”а” задачи с условием 1 показывает, что магнитний поток значительно превышает поток в катушке из неферромагнитного каркасом.

Это объясняется тем, что в катушке со стальным магнитопроводом магнитное круг складывается не только за счет тока в катушке, но и за счет собственного намагничивания стали:

Для определения индуктивности пользоваться формулой, приведенной в решении задачи, возможно только в тех случаях, когда известна абсолютная магнитная проницаемость среды. Для стали завісить от степени магнетизма, которая также будет непостоянной, необходимо определить как отношение магнитного потокощеплення к току.

Индуктивность катушку со стальным магнитопроводом имеет значение 9.25 Г только при данном токе. При другом токе индуктивность будет иметь другое значение.

Аналогично тому, как мы определяли при данном токе индуктивность катушке со стальным магнитопроводом, возможно определить при данном токе относительно магнитно проницательность стали