Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи (1996) (1092093), страница 81
Текст из файла (страница 81)
4.19 вместо уравнений (4.18) и (4.19) будут следующие (18 ч. 111: Км= 17м2с1т~у+Фя~вмЗ1т9У~ Ф вЂ” зМУ+Ф сЬ~У. У.. системе рис.4.19 возникает излучение в окружающее пространство. Как правило, можно считать, что Е „=1.'„, а С,„можно неучитывать. В!4.25. Пояснения к формуле В = рв(Н + У). Контур с током 1, охватывающий площадку А5, создает магнитный момент УИ = пъ5(рис.
14.20, а). Вектор Л5 численно равен площади Ь5, а положительное направление Л5 связано с положительным направлением тока (правилом правого винта. Ферромагнитный кольцевой сердечник (рис. 14.20, б) имеет обмотку с числом витков та, по которой проходит ток У. Каждая единица объема ферромагнитного материала обладает некоторым вектором намагниченности У, что прн расчете можно рассматривать как результат наличия в ферромагнитном материале контуров с молекулярными токами. Эти токи показаны в сечениях сердечника на рис. 14.20, а (намагничнвающая обмотка с током не показана). Среднюю линейную плотность молекулярного тока, приходящегося на единицу длины сердечника в направлении М, обозначим 6„(А/см).
Единичный вектор, сов- — Ф о падающий по направлению с направлением 6„, обозначим п . Молекулярный ток о 6„Ма охватывает площадку Л5. Положительное направление вектора Л5 = Л55о связано с положительным направлением этого тока правилом правого винта. Через 5о обозначен единичный вектор по направлению Л5. По определению, намагниченность У представляет собой магнитный момент Ф единицы объема вещества.
Среднюю по обьему намагниченность вещества У можно о найти путем деления магнитного момента контура с током 6„Ип, охватывающим площадку Л5, на объем ЛГ = ЛИ5: 6 м6'1~5 У = — 50=6 50. дУА5 м О' Следовательно, средняя по объему намагниченность У численно равна средней линейной плотности молекулярного тока и направлена по 5 . Как видно из рис. 14.20, в, на участках, являющихся смежными между соседними контурами, молекулярные токи направлены встречно и взаимно компенсируют друг друга.
Нескомпенсированными остаются только токи по периферийному контуру (рис. 14 20, г). Наличие областей самопроизвольной намагниченности в ферромагнитном теле при расчете можно эквивалентировать протеканием по поверхности этого тела, считая его неферромагнитным, поверхностного тока с линейной плотностью б„„причем по модулю 6„= У.
Запишем уравнение по закону полного тока для контура, показанного пунктиром на рис. 14.20, б. При этом учтем, что после введения поверхностного тока сердечник с1анет неферромагнитным н будет намагничиваться не только током У, протекающим по обмотке с числом витков гв, но н поверхностным током с линейной плотностью бя. На длине й поверхностный ток равен 6„И = Уг(1. На длине всего сердечника он равен$ЙУ.
Таким образом, 1~ — Й= уп> +$Иу. Ро 448 Отсюда В 1со В ->- в \- Величину — — 7 обозначают Н и называют напряженностью магнитного поля. ро В отличие от магнитной индукции В и намагниченности У напряженность поля Н не зависит от магнитных свойств намагничиваемого тела (см. пример 139). Это и явилось основанием для того, чтобы закон полного тока для любых сред записывать в виде НЖ = Йз. сли ферромагнитное тело намагничено неравномерно по высоте и толщине, то плотность молекулярных токов смежных контуров на рис.
14.20, в неодинакова, а токи на смежных между соседними контурами участках компенсируются не полностью. Отсюда следует, что неравномерно намагниченное ферромагнитное тело при расчете можно заменить таким же в геометрическом смысле неферромагнитным телом, по поверхности которого течет поверхностный ток„плотность которого изменяется по высоте тела, а во внутренних точках тела течет объемный ток, плотность которого также изменяется от точки к точке. Вопросы дпя самопроверки 1. Дайте определения В,7, Н, Ф, ц, ро, ц,.
Как они связаны между собой и в каких единицах выражаются? 2. В чем отличие начальной, основной и безгистерезисной кривых намагничивания? 3. Что понимают под частным и предельным циклами, прямой возврата, остаточной индукцией,коэрцитивной силой, магнитомягкими и магнитотвердыми материалами? 4. Чем физически объясняются потери на гистерезис? Как их определить, располагая петлей гистерезиса? 5. Сформулируйте закон полного тока. 6.
Дайте определение следующим понятиям: МДС, магнитная цепь, магнитопровод„ветвь магнитной цепи. 7. Как определить направление МДС? 8. С какой целью стремятся выполнить магнитную цепь с возможно меньшим воздушным зазором? 9. Как выбирают направление магнитных потоков в ветвях? 1О. Сформулирунте первый и второй законы Кирхгофа для магнитных цепей. 11. Поясните, как построить вебер-амперную характеристику участка цепи.
12. Перечислите этапы расчета цепей методом двух узлов. 13. Б чем отличие магнитного напряжения от падения магнитного напряжения? 14. Как экспериментально получить постоянный магнит? 1б. Как рассчитывают магнитную цепь с постоянным магнитом? 16. Что понимают под магнитным сопротивлением Я„участка цепи? магнитной проводимосгью? От каких факторов они зависят? Зависят ли они от магнитного потока по участку цепи? Запишите второй закон Кирхгофа с использованием понятия 1?„.
17. ° ' Сформулируйте закон Ома для участка магнитной цепи. 18. Могут лн В и Н в $;., ерромагнитном материале быть направлены встречно? 19. Решите задачи 3.2; 3.1О; .13; 3,15; 3.19. Глава пятнадцатая НЕЛИНЕЙНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА $ 15.1. Подразделение нелинейных элементов.
Нелинейными электрическими цепями переменного тока называ1от электрические цепи переменного тока, в состав которых входит один или несколько нелинейных элементов. 15 3,. ьвз 449 Как известно из ч. 1 учебника, прохождению переменного тока оказывают сопротивление не только резистивные, но и индуктивные и емкостные элементы. В соответствии с этим нелинейные эле менты для переменного тока можно подразделить на три группы: 1) резистивные; 2) индуктивные; 3) емкостные. Каждую из этих групп можно подразделить на управляемые и неуправляемые. Управляемые нелинейные элементы обычно имеют один или несколько управляющих электродов (зажимов) или управляющих обмоток, включаемых в управляющую цепь (цепи), воздействуя на ток или напряжение которых можно управлять сопротивлением в главной цепи.
При отсутствии специальных управляющих электродов или обмоток управляющий ток или напряжение могут воздействовать на нелинейный элемент через электроды или обмотки главной цепи. ф 15.2. Общая характеристика нелинейных резисторов. Широкое распространение в качестве управляемых нелинейных резистивных элементов получили трех (и более) электродные лампы, транзисторы и тиристоры. Свойства, принцип работы, характеристики и применение их рассмотрены в ф 15.27 — 15.43. Неуправляемыми нелинейными резистивными элементами в упомянутом смысле являются электрическая дуга, германиевые и кремниевые диоды,тиритовые сопротивления, терморезисторы, бареттеры, лампы накаливания и др.
Их основные свойства и ВАХ рассматривались в гл. 13. Нелинейные резистивные элементы можно классифицировать также по степени влияния температуры нагрева, обусловленной протекающими по ним токами, на форму ВАХ. Так как тепловые процессы (процессы нагрева и остывания) являются процессами инерционными, то резисторы, нелинейность ВАХ которых в основном обусловлена изменением температуры в результате нагрева протекающим через них током, принято называть инерционными. Резисторы, нелинейность ВАХ которых обусловлена иными (не тепловыми) процессами, принято называть безынерционными или почти безынерционными. К группе инерционных резисторов относят электрические лампы накаливания, терморезисторы, бареттеры; к группе безынерционных или почти безынерционных — электронные лампы, полупроводниковые диоды„транзисторы и др. Если постоянная времени нагрева инерционного резистора много больше периода переменного тока, то значение сопротивления его за период переменного тока практически не меняется, так как оно определяется не мгновенным, а действуюшим значением переменного тока.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
