Магнитные цепи при постоянной магнитодвижущей силе (МДС)

Глава 6.

Магнитные цепи при постоянной магнитодвижущей силе (МДС).

Магнитная цепь (МЦ) – часть электротехнического устройства, предназначенного для создания в определенном месте пространства магнитного поля требуемой интенсивности и направленности. Магнитные цепи составляют основу практически всех электротехнических устройств и многих измерительных приборов.

В составе МЦ имеются элементы, возбуждающие магнитное поле (одна или несколько намагничивающих обмоток или постоянные магниты) и магнитопровод, выполненный в основном из ферромагнитных материалов. Использование ферромагнетиков обусловлено их способностью многократно усиливать внешнее (по отношению к ним) магнитное поле, создаваемое намагничивающими обмотками или постоянными магнитами. Ферромагнетики отличает высокая магнитная проницаемость по сравнению с окружающей средой, что дает возможность концентрировать и направлять магнитные поля.

На рис. 1.1 в качестве примера представлены МЦ некоторых электромагнитных устройств:            а – машин постоянного тока, б – электромагнитного реле,  в – трансформатор, г и д  –  тормозных электромагнитов, е  – магнитоэлектрического измерительного прибора. Цифрой 1- обозначены ферромагнитные части магнитопроводов,                 2 – воздушные зазоры, 3 – намагничивающие катушки, 4 – постоянный магнит.

МЦ с постоянной МДС называются цепи, в которых магнитное поле возбуждается постоянными токами намагничивающих обмоток или постоянными магнитами.

При анализе и расчете магнитных цепей пользуются следующими величинами, характеризующими магнитное поле:

1.  – вектор магнитной индукции. Характеризует интенсивность и направленность магнитного поля в данной точке пространства. Единица измерения – тесла (1 Тл =).

2. – вектор напряженности магнитного поля в данной точке. Единица измерения – ампер на метр ().

Рекомендуемые материалы

Отношение  – абсолютная магнитная проницаемость. Для вакуума, а также для любых неферромагнитных материалов принимается равной  m₀= 4π·10^-7  Гн/м; отношение  – относительная магнитная проницаемость ( для конкретных ферромагнетиков может доходить до 10⁴ – 10⁶ ).

3. Ф – магнитный поток – поток вектора магнитной индукции через площадь S (рис. 1.2),  единица измерения вебер (1Вб=1Тл×1м²)

                         1.1

Если Вам понравилась эта лекция, то понравится и эта - 4 Вы родились совсем не в том, «знаке зодиака» в котором думаете.

Вслучае однородного магнитного поля, когда B=const в любой точке

поля и вектор магнитной индукции       ^S  (Ða=0),  магнитный поток

Ф=B×S                   1.2

Расчет магнитной цепи невозможен, если неизвестна основная кривая намагничивания (ОКН) ферромагнетика, используемого в магнитопроводе.

ОКН задается в справочной литературе на электротехнические материалы как зависимость В(Н)  либо в табличной форме, либо графически (рис. 1.3).

Отметим, что  на участке оа, отношение const. – магнитная цепь не насыщена. При дальнейшем увеличении Н темп увеличения индукции В снижается и прекращается полностью, когда наступает магнитное насыщение материала магнитопровода.