Σε τι χρησιμεύει ο υπολογισμός του μαγνητικού κυκλώματος;

Για ορισμένους τεχνικούς σκοπούς, εδώ θα εξετάσουμε ένα παράδειγμα αρκετών από αυτά, είναι απαραίτητο να υπολογίσουμε τις παραμέτρους των μαγνητικών κυκλωμάτων. Και το κύριο εργαλείο σε αυτούς τους υπολογισμούς είναι ο γενικός νόμος λειτουργίας. Ακούγεται κάπως έτσι: το ολοκλήρωμα γραμμής του διανύσματος έντασης μαγνητικού πεδίου κατά μήκος ενός κλειστού βρόχου είναι ίσο με το αλγεβρικό άθροισμα των ρευμάτων που καλύπτονται από αυτόν τον βρόχο. Το γενικό εφαρμοστέο δίκαιο γράφεται ως εξής:

Και αν σε αυτήν την περίπτωση το κύκλωμα ολοκλήρωσης καλύπτει ένα πηνίο στροφών W μέσω του οποίου ρέει ένα ρεύμα I, τότε το αλγεβρικό άθροισμα των ρευμάτων είναι το γινόμενο I * W — αυτό το γινόμενο ονομάζεται μαγνητοκινητική δύναμη του MDF, η οποία συμβολίζεται F Αυτή η θέση γράφεται ως εξής:

Το περίγραμμα ολοκλήρωσης επιλέγεται συχνά για να συμπίπτει με τη γραμμή του μαγνητικού πεδίου, στην περίπτωση αυτή το διανυσματικό γινόμενο αντικαθίσταται από το συνηθισμένο γινόμενο κλιμακωτών ποσοτήτων, το ολοκλήρωμα αντικαθίσταται από το άθροισμα των γινομένων H * L και στη συνέχεια τα τμήματα του μαγνητικού Το κύκλωμα επιλέγεται έτσι ώστε η δύναμη H σε αυτά να θεωρείται σταθερή. Τότε το γενικό εφαρμοστέο δίκαιο παίρνει μια απλούστερη μορφή:

Εδώ, παρεμπιπτόντως, εισάγεται η έννοια της «μαγνητικής αντίστασης», που ορίζεται ως ο λόγος της μαγνητικής τάσης H * L σε μια δεδομένη περιοχή προς τη μαγνητική ροή Ф σε αυτήν:

Για παράδειγμα, λάβετε υπόψη το μαγνητικό κύκλωμα που φαίνεται στο σχήμα. Εδώ, ο σιδηρομαγνητικός πυρήνας έχει την ίδια περιοχή διατομής S σε όλο το μήκος του. Έχει ορισμένο μήκος της κεντρικής γραμμής του μαγνητικού πεδίου L, καθώς και ένα διάκενο αέρα με γνωστή τιμή σίγμα. Μέσα από την κουρδισμένη πληγή του δεδομένου μαγνητικό κύκλωμα, ένα ορισμένο μαγνητιστικό ρεύμα Ι ρέει.

Στο πρόβλημα υπολογισμού του άμεσου μαγνητικού κυκλώματος, με βάση μια δεδομένη μαγνητική ροή Φ στο μαγνητικό κύκλωμα, βρείτε το μέγεθος του MDF F. Αρχικά, προσδιορίστε την επαγωγή Β στο μαγνητικό κύκλωμα, για αυτό διαιρέστε τη μαγνητική ροή Ф με τη διασταύρωση περιοχή τομής S του μαγνητικού κυκλώματος .

Το δεύτερο βήμα κατά μήκος της καμπύλης μαγνήτισης είναι να βρεθεί η τιμή της έντασης του μαγνητικού πεδίου H που αντιστοιχεί στη δεδομένη τιμή της επαγωγής B. Στη συνέχεια καταγράφεται ο νόμος του συνολικού ρεύματος, στον οποίο περιλαμβάνονται όλα τα τμήματα του μαγνητικού κυκλώματος:

Ένα παράδειγμα απλού προβλήματος

Ας υποθέσουμε ότι υπάρχει ένα κλειστό μαγνητικό κύκλωμα - ένας σπειροειδής πυρήνας από χάλυβα μετασχηματιστή, η επαγωγή κορεσμού σε αυτό είναι 1,7 Τ. Είναι απαραίτητο να βρεθεί το ρεύμα μαγνήτισης I στο οποίο θα κορεστεί ο πυρήνας, εάν είναι γνωστό ότι η περιέλιξη περιέχει W = 1000 περιστροφές. Το μήκος της κεντρικής γραμμής είναι Lav = 0,5 m. Δίνεται η καμπύλη μαγνήτισης.

Απάντηση:

H * Lav = W * I.

Βρείτε το H από την καμπύλη μαγνήτισης: H = 2500A/m.

Επομένως, I = H * Lav / W = 2500 * 0,5 / 1000 = 1,25 (amp).

Σημείωση.Τα προβλήματα μη μαγνητικού διακένου λύνονται με παρόμοιο τρόπο, τότε η αριστερή πλευρά της εξίσωσης θα έχει το άθροισμα όλων των HL για τα τμήματα του μαγνητικού κυκλώματος και για το τμήμα του διακένου. Η ισχύς του μαγνητικού πεδίου στο διάκενο προσδιορίζεται διαιρώντας τη μαγνητική ροή (είναι η ίδια παντού κατά μήκος του μαγνητικού κυκλώματος) με την περιοχή του διακένου και από το μαγνητική διαπερατότητα στο κενό.

Το αντίστροφο πρόβλημα του υπολογισμού του μαγνητικού κυκλώματος υποδηλώνει ότι, με βάση τη γνωστή μαγνητοκινητική δύναμη F, είναι απαραίτητο να βρεθεί το μέγεθος της μαγνητικής ροής.

Για να λύσουν αυτό το πρόβλημα, μερικές φορές καταφεύγουν στο μαγνητικό χαρακτηριστικό του κυκλώματος MDF F = f (Φ), όπου αρκετές τιμές της μαγνητικής ροής Φ αντιστοιχούν σε καθεμία από τις δικές τους τιμές του MDS F. Έτσι στο F, η τιμή της μαγνητικής ροής F.

Παράδειγμα αντίστροφου προβλήματος

Ένα πηνίο W = 1000 στροφών τυλίγεται σε ένα κλειστό σπειροειδές μαγνητικό κύκλωμα (όπως στο προηγούμενο άμεσο πρόβλημα) από χάλυβα μετασχηματιστή, ένα ρεύμα I = 1,25 αμπέρ ρέει μέσω του πηνίου. Το μήκος της κεντρικής γραμμής είναι L = 0,5 μ. Η διατομή του μαγνητικού κυκλώματος είναι S = 35 τ. Cm. Βρείτε τη μαγνητική ροή Φ στον πυρήνα χρησιμοποιώντας την καμπύλη μειωμένης μαγνήτισης.

Απάντηση:

MDS F = I * W = 1,25 * 1000 = 1250 αμπέρ. F = HL, που σημαίνει H = F / L = 1250 / 0,5 = 2500A / m.

Από την καμπύλη μαγνήτισης βρίσκουμε ότι για μια δεδομένη δύναμη η επαγωγή είναι B = 1,7 T.

Μαγνητική ροή Ф = B * S, που σημαίνει Ф = 1,7 * 0,0035 = 0,00595 Wb.

Σημείωση. Η μαγνητική ροή σε όλο το μη διακλαδισμένο μαγνητικό κύκλωμα θα είναι η ίδια, και ακόμη και αν υπάρχει διάκενο αέρα, τότε η μαγνητική ροή σε αυτό θα είναι ίδια με το ρεύμα σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα. Βλέπω Ο νόμος του Ohm για ένα μαγνητικό κύκλωμα.

Άλλα παραδείγματα: Υπολογισμός μαγνητικών κυκλωμάτων