Попов В.С., Николаев С.А. Общая электротехника с основами электроники (1972), страница 11

Ц Рис. 2-23. Вольт-амперные характеристики (параллельная цепь). Рис. 2-2а2. Пар валельиое соединение двух нелиней- ных элементов. Если необходимо найти токи в ветвях по заданному общему току 1, то строят общую вольт-амперную характеристику 1 = 1 ((1), складывая ординаты вольт'-амперных характаристик ветвей, соответствующие одним и тем же значениям напряжений (рис,2-23). При заданном токе 1 (точ- А с ка А на общей характеристик ке) находим напряжение йа (1, (1, =,(1э (точка А) и точки 1, и 1а (точки А, и Аэ).

йа Пример 2-14. Определить ток н напряжения на двух нелинейных элементах, соединенных'последовас ()2 тельно при напряжении сети Ус 120 В Рещение. Вольт-амперные характеристн- р еа ' ей Ж й ки стооятся по данным табл. 2-$. Построив характер»ссцкиучаст.

Рис. 2-24. К примеру 2-14. ков, находя н складывая абсциссы для одних н тех же эначеннй токов: О,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5 А обоих участков и откладывая нх, получим точки вольт-амперной хррактери. стикн цепн (рис. 2-24). По этой характеристике для напряженна У, = 120 В находим тон в цепи I = 0,4 А. Этому,эиаченню тока соответствуют напряжения: на первом участке Уэ = 40 В и иа втором Уэ — — 00 В.

61 Расчет цепи с параллельно соединенными нелинейными элементами. (Рис. 2-22) при заданном напряжении на зажимах разветвления У, заключается в нахождении токов в ветвях по их вольт-амперным характеристикам (рис. 2'-23). Напряжение на ветвях одинаково, поэтому, отложив его по осн абсцисс (отрезок ОО'), найдем токи 1, и 1, (отрезки О'А, и О'А,).

Общий ток цепи равен сумме токов в ветвях 1 = 1, + 1,. Т а 6 л н ц а 2-4 20 ( 40 ~ 60 80 ~ 100 и 0,16 ~ 0,4 ~ 0,8 0,04 ~ 0,12 ~ 0,22 0,4 ~ 0,65 2*24. Лабораторная работа. Потеря налрянеения а линни Прн подготовке к работе проработать 5 2.10. План работы 1. Записать технические данные приборов.

2. Собрать схему (рис. 2-25) из медных проводов двухпроводной линни и показать ее руководителю работ. Рис. 2-25. К лабора4орной работе еПотеря напряжения в ли- ниям 9. Дать заключение о проделанной рабоге. 3, Прн четырех различных нагрузках записать пояазания приборов. 4. Определить потерю напряжения АУ' в линии по показаниям вольтметра. 5. Определить потерю напряженка АУ" расчетом, применяя закон Ома.

6, Определить расчетом для каждой из нагрузок мопгвость потерь ЬР в линии и ее к. п. д. ть т и том же порядке повторить измерения н расчеты для линии из сгальных проводов. 8. Наблюдения и расчеты записать в табл. 2-5. Таблица 2-5 Гяааа третья Электромагнетизм З-т.магнитное попе тока. Магнитная нндукцня. Магнитный поток (3-1) ' Р=УВ1, откуда магнитная индукция Р П' (Зт2) бз Магнитная стрелка, внесенная в пространство, окружающее проводник с током, испытывает действие механических сил, под влиянием которых она занимает определенное положение. Зто указывает на то, что проводник с током окружен магнитным полем, которое представляет собой одну из сторон электромагнитного поля, выявляемую по силовому действию на проводник с током или иа движущиеся заряженные тела и элементарные частицы.

Магнитное поле возникает во всех случаях движения электрически заряженных чаетиц и тел. Магнитное поле постоянных магнитов, в том числе и магнитной стрелки, является следствием молекулярных токов, ГГ Я образуемых движением электронов . у по атомным орбитам и вращением их вокруг своих осей. Е Магнитное поле н электрический ток неразрывно связаны друг ~~~~~ та с другом. Направление, указываемое се- р З„1 П д верным конном магнитной стрел- в матввтвом поле.

ки, установившейся под действием сил полн, принимается за направление магнитного поля. Прямолинейный провод с током т', расположенный в магнитном поле перпендикулярно его направлению (рис. 3-1), испытывает действие э л е к т р о м а г и и т н о й с и л ы Р. Зта сила пропорциональна току 1, длине той части провода 1, которая расположена в данном магнитном поле (активной длине) и интенсивности магнитного поля, определяемой м а г н и т н о й и н д у к ц и е й В: Таким образом, магнитная индукция численно равна электромагнитной силе, действующей на провод длиной 1 м, расположенный перпендикулярно направлению поля, при токе в нем 1 А. ' Единицей магнитной индукции служит тесл а (Т) ~В) 1Е ) Н Дж/и В ° Кл В ° А ° с В ° с Вб Т (В) А ° и А ° м А ° мл А ° мч мь мч Единица в о л ь т - с е к у н д а называется в е б е р (Еб), а вебер, деленный на квадратный метр — тесла (Т). Магнртная индукцня иногда измеряется в г а у с с а х (Гс) — единице, не принадлежащей к системе СИ, при этом 1 Го=10 ' Т, нли 1 Т=10' Гс.

Магнитная индукция является векторной величиной, направление вектора ее в каждой точке совпадает с направлением магнитной стрелки. Магнитное поле, во всех тачках которого векторы магнитной индукции равны между собой, называется о д н ор о д н ы м. Такое поле получается, например, между двумя плоскими параллельно расположенными полюсами магнита или электромагнита, Графически магйнтиое поле изображается л и н ням и магнитной" индукции или магнитными л и н и я м и.

Оии проводятся так, чтобы направление касательной в каждой точке линии сояцадало с вектором магнитной индукции, а следовательно, и с' направлением поля. Магг нитные линии всегда являютгя замкнутыми. На рис, 3-2 показаны магнитные линии прямолинейного проводника с током, а на рис. 3-3 — магнитные линии кольцевого тока.: Направление магнитного поля 'зависит от направления: тока.

По правилу бура.нчика: при совпадении, поступательного движения буравчика с направлением тока: направление вращения его рукаипни указывает направление магнитных линий. Или иначе, при' совпадении направления вращения рукоятк буравчика с направлением тока в контуре (рис. 8-3) поступательное двиясвние буравчика указывает направление магнитных линий,"пронизывающих поверхность, ограниченную контуром. Если через каждую единичную площадку (например. 1 м' нли 1 см'), перпендикулярную направлению поля, провести число линий, равное нли пропорциональное величине магнитной индукции в данном месте ноля, то плот ° ность маги итны х л ни и й можно использовать для оценки величины магнитной индукции. Произведение магнитной индукции В, однородного поля и величины площади 5, перпендикулярной вектору этой индукции, называется м а г н и т н и м п о т о к о м: Ф= ВЗ.

(3-3) Так как величина магнитной индукции оценивается плотностью магнитных линий, то, естественно, оценка магнитного потока, пронизывающего площадь 5, производится числом магнитчар ных линий, проходящих че рез указанную площадь. Напраалсяис масимпмлслшаа 1 Насраалспис араигспия ррнвятни сяявсарн Направлении 4 лсюв к .,и~ Наврааяслас пвцпнпапгвлвнвсс раивсвяия ррранвсина Рис. З-З. Правило буравчика Кля кольцевого тока. Рис, 3.2: Правило буравчика. В системе СИ магнитный поток измеряется в теслах, умноженных на квадратный метр, или в веберах (Вб), так как Вб(Ф1=Т.ма=-„—,.ма Вб.

1 Мкс=1 Гс см'=10 ' Вб 3-2. Электромагнитная емпа а1 прамоаиоайммй оровол в магиитиом лоло Силовое воздействие магнитного поля иа проводники с током широко используется в электродвигателях и некоторых электромагнитных механизмах. 3 Псиее В. С.. Иккенеек СГ А. Иногда применяется не относящаяся к системе СИ более мелкая единнца магнитного потока м а к с в е л л: . В предыдущем параграфе установлено, что электромагнитная сила, действующая на проводник с током, расположенный в магнитном поле перпендикулярно его направлению, определяется по формуле (3-1). Если проводник расположен не перпендикулярно полю, а под некоторым углом а к направлению поля, то электромагнитная сила будет зависеть еще от синуса угла а, т. е.

Г=ВДзйпа. (3-4) Направление электромагнитной силы определяется по правилу левой руки. если ладонь левой руки (рис. 3-4) расположена так, что вектор магнитной индукции входшп в нее, вьапянутьге четыре пальца совпадагот с направ гением Рис. 3-4.

Правило левой руки. Рис, 5-5. Перемен«ение проводника в магнитном иоле на расстояние Ь. тока, що отогнутый под прямым углом большой палец левой руки указывает направление электромагнитной силы. Прялюлинейный провод длиной 1 с током 1 расположен в однородном магнитном поле в плоскости, перпендикулярной полю (рис. 3-5), Если этот провод под действием электромагнитной силы переместится параллельно самому себе в указанной плоскости на расстояние Ь, то он «пересечета магнитный поток Ф = ВЛ = В«Ь.

При этом электромагнитной силой будет совершена механическая работа А = г Ь = г В(Ь = ГФ. (3-5) Таким образом, механическая работа, совершенная за счет энергии источника питания силами взаимодействия поля н тока прн перемешении провода, равна произведению тока и магнитного потока, пересеченного проводам.

Пример 3-1. Провод с активной длиной 20 см и током 300 А рас- положен в однородном магнятном поле с индукцией 1,2 Т. Определить электромагнитную силу, действующую на провод, если он расположен в плоскости, перпендикулярной полю. Решение. Г=ВЛ=1,2 300 0,2'=720 Н. Пример 3-2, Определить работу при перемещении провода длиной 30 см на расстояние 20 см в плоскости, перпендикулярной полю, если поле однородно с индукцией 1,6 Т, а ток в проводе 200 А. Решение.