2020-08-05
112
Исследования полей проводятся на модели, показанной ниже.
Рис. 1
Здесь:
Внутреннее тело – сердечник; внешнее тело – ферромагнитный цилиндр (магнитный экран);
d2, d3 – внутренний и внешний радиусы катушки;
d1 – внутренний радиус сердечника;
d4 – внешний радиус цилиндра;
h – высота катушки;
R – радиус зоны исследования, примерно равный двукратному размеру модели.
Исследование модели катушки
Последовательность выполнения магнитостатической задачи:
1. Запускаем программу
2. Создаем новый документ, выбираем Магнитную задачу, тип поля – Осесимметричное.
3. Чертим заданную схему, совмещая боковую границу (ось симметрии рисунка) с началом координат и осью Y.
4. Задаем границы
Для осесимметричной задачи ось рисунка является границей Неймана (магнитные потоки параллельны границе), а граница рисунка – открытой границей.
5. Используемые материалы – Медь (18 AWG), Сталь (1018 Steel) и Воздух.
6. Строим картину поля.
Исследования:
Исследования провести для модели:
|
|
|
- без сердечника;
- со стальным и алюминиевым сердечниками;
- с ферромагнитным экраном.
Обработка данных
1. Рассчитать приближённое значение напряжённости и магнитной индукции поля в центре катушки с током по формуле 
. Здесь 
– угол под которым виден конец катушки из её центра. Сопоставить расчётное значение напряжённости с полученным на модели. Сделать вывод о приемлемости предложенной формулы.
2. Рассчитать приближённое значение вертикальной и горизонтальной составляющих напряжённости магнитного поля вне катушки с током по формулам 
, 
. Здесь 
- средний диаметр катушки, 
- радиальная координата точки, 
- вертикальная координата точки относительно центра катушки, 
- расстояние точки от центра катушки. Сопоставить результат расчёта с данными первого опыта и сделать вывод о приемлемости предложенных формул.
3. Построить линии равного магнитного потенциала на всех полученных графиках.
4. Объяснить изменения картины магнитного поля при введении в него ферромагнитных тел.
5. Сделать вывод об экранировании.
