Теоретические основы электротехники-1 (855784), страница 29
Текст из файла (страница 29)
Èçîáðàçèòå ñåìåéñòâî ëèíèé íàïðÿæåííîñòè ìàãíèòíîãî ïîëÿ. ×åìó ðàâíà ÌÄÑ FÀÂÐèñ. Â1.31âäîëü ïóòè, ïðîõîäÿùåãî â âîçäóõå? Ïîñòðîéòå êðèâóþ èçìåíåíèÿ ÌÄÑ âäîëü ïîâåðõíîñòè òåëà.8. Íà ðèñ. Â1.32 óêàçàíû âàðèàíòû ðàñïîëîæåíèÿ ëèíåéíûõ òîêîâ i è ïîâåðõíîñòíûõ òîêîâ ïëîòíîñòüþ j(x) íà ïëîñêîé áåçãðàíè÷íîé ïîâåðõíîñòè òåëà ñ ïðîíèöàåìîñòüþ m = ¥. Ïîñòðîéòå êðèâûå èçìåíåíèÿ ÌÄÑ âäîëü îñè x.Ðèñ. Â1.329.
Ðàññ÷èòàéòå ÌÄÑ ìåæäó òî÷êàìè À, Ñ âäîëü óêàçàííîãî íà ðèñ. Â1.33 ïóòè.Âîïðîñû, óïðàæíåíèÿ, çàäà÷è ê ãëàâàì 1 è 2119Ðèñ. Â1.3310. (Ð) Ïîñòîÿííûé òîê i = 100 À òå÷åò ïî ïëîñêîé ïëàñòèíå òîëùèíîé D = 1 ñì â íàïðàâëåíèè îñè z. Äîïóñêàÿ,÷òî äëèíà è øèðèíà h ïëàñòèíû çíà÷èòåëüíî ïðåâûøàþò åå òîëùèíó D, íàéäèòå è ïîñòðîéòå ôóíêöèè H(y),B(y) ïðè x = 0, y << h.
Ìàãíèòíàÿ ïðîíèöàåìîñòü ïëàñòèíû m = 200m0, h = 20 ñì (ðèñ. Â1.34).Ðèñ. Â1.3411. Ïî äâóì ïàðàëëåëüíûì íåìàãíèòíûì (m = m0) ïëàñòèíàì òîëùèíîé D1 = 5 ìì, D2 = 8 ìì (ðèñ. Â1.35) ñîîòâåòñòâåííî òåêóò ïîñòîÿííûå òîêè ïðÿìîãî i = +100 Àè îáðàòíîãî i = –100 À íàïðàâëåíèé. Ó÷èòûâàÿ, ÷òîäëèíà è øèðèíà h = 0,2 ì êàæäîé ïëàñòèíû çíà÷èòåëüíî áîëüøå èõ òîëùèíû, íàéäèòå è ïîñòðîéòå êðèÐèñ.
Â1.35âóþ çàâèñèìîñòè H(y) ïðè x = 0. Ïîñòðîéòå H(y) òàêæå äëÿ ñëó÷àÿ, êîãäà òîêè ïëàñòèí èìåþò îäèíàêîâîå íàïðàâëåíèå. Çàâèñèò ëèâèä ôóíêöèè H(y) îò ðàññòîÿíèÿ ìåæäó ïëàñòèíàìè?12. Ïîñòîÿííûé òîê i òå÷åò ïî âåñüìà äëèííîìó ïðÿìîëèíåéíîìó ïðîâîäó êðóãëîãî ñå÷åíèÿ ðàäèóñîì R. Îïðåäåëèòå íàïðÿæåííîñòü ìàãíèòíîãî ïîëÿ è ìàãíèòíóþ èíäóêöèþ âíóòðè è âíå ïðîâîäà â òî÷êàõ íà ðàññòîÿíèè r îò åãî îñè.Ìàãíèòíàÿ ïðîíèöàåìîñòü âåùåñòâà ïðîâîäà m = 100m0.13.
Ïî âåñüìà äëèííîìó ïðÿìîëèíåéíîìó òðóá÷àòîìó ïðîâîäó ñ âíóòðåííèì èâíåøíèì ðàäèóñàìè, ðàâíûìè, ñîîòâåòñòâåííî, R1 = 6 ñì è R2 = 7 ñì, òå÷åò ïîñòîÿííûé òîê i = 200 À. Ïîñòðîéòå êðèâûå çàâèñèìîñòåé H(r), B(r), ãäå r — ðàññòîÿíèå îò òî÷êè äî îñè òðóáû, äëÿ çíà÷åíèé 0 £ r £ R2. Ìàãíèòíàÿ ïðîíèöàåìîñòü âåùåñòâà òðóáû ðàâíà 200m0.14. Ïîñòîÿííûé òîê i = 200 À ïðÿìîãî íàïðàâëåíèÿ òå÷åò ïî âåñüìà äëèííîìóïðÿìîëèíåéíîìó ïðîâîäó ðàäèóñîì R = 3 ìì, à òàêîé æå òîê ïðîòèâîïîëîæíîãîíàïðàâëåíèÿ — ïî òàêîìó æå ïàðàëëåëüíîìó ïðîâîäó. Ðàññòîÿíèå ìåæäó îñÿìèïðîâîäîâ D = 1 ì. Ïîñòðîéòå êðèâóþ çàâèñèìîñòè H(x), ãäå x — êîîðäèíàòà, îòñ÷èòûâàåìàÿ ïî ïðÿìîé, ñîåäèíÿþùåé îñè ïðîâîäîâ è ïåðïåíäèêóëÿðíîé èì.120Âîïðîñû, óïðàæíåíèÿ, çàäà÷è ê ãëàâàì 1 è 215.
Ïîñòîÿííûé òîê I = 100 À òå÷åò ïî âåñüìà äëèííîìó ïðÿìîëèíåéíîìó ïðîâîäó ðàäèóñîì R = 5 ìì, à òàêîé æå òîê ïðîòèâîïîëîæíîãî íàïðàâëåíèÿ — ïî ñîîñíîé ñ íèì òðóáå (ðèñ. Â1.36) ñ âíóòðåííèì è âíåøíèì ðàäèóñàìè Ri = 8 ìì,Re = 10 ìì. Ìàãíèòíàÿ ïðîíèöàåìîñòü ïðîâîäà ðàâíà 100m0, âåùåñòâà òðóáû —200m0. Ðàññ÷èòàéòå çàâèñèìîñòè H(r), B(r) è ïîñòðîéòå êðèâûå èõ èçìåíåíèÿ äëÿçíà÷åíèé 0 £ r £ Re (r — ðàññòîÿíèå îò òî÷êè äî îñè ïðîâîäà).Ðèñ.
Â1.36Ðèñ. Â1.37Ðèñ. Â1.3816. (Ð) Íà òîðîèäàëüíûé ñåðäå÷íèê êðóãëîãî ñå÷åíèÿ (ðèñ. Â1.37) ïëîòíî óëîæåíà îáìîòêà ñ ÷èñëîì âèòêîâ w = 200. Îïðåäåëèòå íàèáîëüøåå è íàèìåíüøååçíà÷åíèÿ íàïðÿæåííîñòè ìàãíèòíîãî ïîëÿ è ìàãíèòíîé èíäóêöèè âíóòðè ñåðäå÷íèêà, åñëè òîê îáìîòêè i = 100 À, ìàãíèòíàÿ ïðîíèöàåìîñòü âåùåñòâà ñåðäå÷íèêà m = 200m0, Ri = 5 ñì, Re = 8 ñì.17. Íà òîðîèäàëüíûé ñåðäå÷íèê ïðÿìîóãîëüíîãî ñå÷åíèÿ (ðèñ. Â1.38) ïëîòíîóëîæåíà îáìîòêà ñ ÷èñëîì âèòêîâ w = 200.
Îïðåäåëèòå è ïîñòðîéòå çàâèñèìîñòüH(r) ïðè Ri £ r £ Re, ïðèíèìàÿ ìàãíèòíóþ ïðîíèöàåìîñòü âåùåñòâà ñåðäå÷íèêàm = 200m0, i = 10 À, Ri = 4 ñì, Re = 5 ñì.2.1. Ýíåðãèÿ ñèñòåìû çàðÿæåííûõ òåë.Ýíåðãèÿ êîíòóðîâ ñ òîêàìèÂÎÏÐÎÑÛ1. Ïðè âûâîäå ôîðìóëû äëÿ ðàñ÷åòà ýíåðãèè ñèñòåìû çàðÿæåííûõ òåë ïðèíèìàåòñÿ äîïóùåíèå îá îòñóòñòâèè íåîáðàòèìûõ ïðîöåññîâ â äèýëåêòðèêå. Êàêèå íåîáðàòèìûå ïðîöåññû èìåþòñÿ â âèäó?2. Ïðåäëîæèòå ñïîñîá, êîòîðûì ìîæíî ïðåîáðàçîâàòü ýíåðãèþ ýëåêòðè÷åñêîãîïîëÿ çàðÿæåííîãî êîíäåíñàòîðà â äðóãîé âèä ýíåðãèè.3. (Î) Ðàçíîñòü ïîòåíöèàëîâ äâóõ ïðèñîåäèíåííûõ ê èñòî÷íèêó ÝÄÑ ïðîâîäÿùèõ òåë ðàâíà u.
Èçìåíÿåòñÿ ëè ýíåðãèÿ ýòîé ñèñòåìû ïðè ñáëèæåíèè òåë?4. (Î) Äâà îäíîèìåííî çàðÿæåííûõ òåëà ïðèáëèæàþòñÿ äðóã ê äðóãó. Èçìåíÿåòñÿ ëè ýíåðãèÿ ýòîé ñèñòåìû?5. Èçìåíèòñÿ ëè ýíåðãèÿ çàðÿæåííîãî êîíäåíñàòîðà, åñëè â åãî ýëåêòðè÷åñêîåïîëå âíåñòè íåçàðÿæåííîå ïðîâîäÿùåå òåëî?Âîïðîñû, óïðàæíåíèÿ, çàäà÷è ê ãëàâàì 1 è 21216. (Î) Ïðîâîäà äâóõïðîâîäíîé ëèíèè ïåðåäà÷è ïîêðûâàþòñÿ ñëîåì ëüäà.
Èçìåíÿåòñÿ ëè ýíåðãèÿ ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ, à òàêæå åìêîñòü ìåæäó ïðîâîäàìè? Îòíîñèòåëüíàÿ äèýëåêòðè÷åñêàÿ ïðîíèöàåìîñòü ëüäà er > 1 (u = const).7. Èçìåíèòñÿ ëè ýíåðãèÿ ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ êîíäåíñàòîðà, åñëè åãî áóìàæíóþèçîëÿöèþ ïðîïèòàòü ìàñëîì, äèýëåêòðè÷åñêàÿ ïðîíèöàåìîñòü êîòîðîãî ïðåâûøàåò e0?8. Èçìåíÿòñÿ ëè åìêîñòü è ýíåðãèÿ ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ ðàçðÿäíèêà, ïðåäñòàâëÿþùåãî ñîáîé ïðèñîåäèíåííûå ê èñòî÷íèêó ÝÄÑ äâå ìåòàëëè÷åñêèå ñôåðû,ïðè èçìåíåíèè ñóõîé ïîãîäû íà äîæäëèâóþ, â ðåçóëüòàòå ÷åãî îíè ïîêðûâàþòñÿòîíêèì ñëîåì âîäû?9.
(Î) Ó êàêîãî çàðÿæåííîãî øàðà ýíåðãèÿ ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ áîëüøå: ó ïðîâîäÿùåãî èëè ó øàðà ñ òàêèì æå çàðÿäîì, ðàâíîìåðíî ðàñïðåäåëåííûì â îáúåìå?10. Ó ïîâåðõíîñòè êàêîé èç îáêëàäîê îäíîñëîéíîãî öèëèíäðè÷åñêîãî ñîîñíîãîêîíäåíñàòîðà — âíóòðåííåé èëè âíåøíåé — îáúåìíàÿ ïëîòíîñòü ýíåðãèè ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ áîëüøå?11. Èçìåíèòñÿ ëè ýíåðãèÿ ìàãíèòíîãî ïîëÿ äâóõ êîíòóðîâ ñ òîêàìè, åñëè èçìåíèòü íàïðàâëåíèå òîêà íà ïðîòèâîïîëîæíîå: à) â îäíîì èç êîíòóðîâ; á) â îáîèõêîíòóðàõ?12. Èçìåíèòñÿ ëè ýíåðãèÿ ìàãíèòíîãî ïîëÿ êàòóøêè, ïî êîòîðîé òå÷åò ïîñòîÿííûé òîê, åñëè âíóòðü íåå âíåñòè ôåððîìàãíèòíûé ñåðäå÷íèê?13.
Äâà óäàëåííûõ äðóã îò äðóãà ïëîñêèõ êîíòóðà ñ òîêàìè ñáëèæàþòñÿ. Êàêèìäîëæíî áûòü èõ âçàèìíîå ðàñïîëîæåíèå ïîñëå ñáëèæåíèÿ, ÷òîáû ýíåðãèÿ ìàãíèòíîãî ïîëÿ áûëà: à) ðàâíîé ñóììå ýíåðãèé óåäèíåííûõ êîíòóðîâ; á) áîëüøåñóììû ýíåðãèé óåäèíåííûõ êîíòóðîâ; â) ìåíüøå ñóììû ýíåðãèé óåäèíåííûõêîíòóðîâ?14. Äëÿ óëó÷øåíèÿ ìåõàíè÷åñêèõ ñâîéñòâ ëèíèé ýëåêòðîïåðåäà÷ àëþìèíèåâûåïðîâîäà íàâèâàþò íà ñòàëüíóþ ñåðäöåâèíó.
Èçìåíÿþòñÿ ëè ïðè ýòîì èíäóêòèâíîñòü ïðîâîäîâ è ýíåðãèÿ ìàãíèòíîãî ïîëÿ?15. (Î) Ïî÷åìó áîëüøåå ðàñïðîñòðàíåíèå íà ïðàêòèêå íàøëè íå åìêîñòíûå,à èíäóêòèâíûå ýëåêòðîìåõàíè÷åñêèå ìàøèíû, ïðåîáðàçóþùèå ìåõàíè÷åñêóþýíåðãèþ â ýíåðãèþ ìàãíèòíîãî, à íå ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ?ÓÏÐÀÆÍÅÍÈß1. Íàïðÿæåííîñòü ýëåêòðè÷åñêîãî ïðîáîÿ âîçäóõà ñîñòàâëÿåò 30 êÂ/ñì. Ðàññ÷èòàéòå ïðåäåëüíóþ îáúåìíóþ ïëîòíîñòü ýíåðãèè ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ â âîçäóõå.2.
Ðàññ÷èòàéòå ðàáîòó, êîòîðóþ íåîáõîäèìî âûïîëíèòü äëÿ çàðÿäêè êîíäåíñàòîðà åìêîñòüþ 1 ìêÔ äî íàïðÿæåíèÿ 200 Â.3. Ïëîùàäü êàæäîé èç îáêëàäîê ïëîñêîãî äâóõñëîéíîãî êîíäåíñàòîðà S = 50 ñì2.Äèýëåêòðè÷åñêèå ïðîíèöàåìîñòè âåùåñòâà ñëîåâ ðàâíû e1 = 4e0, e2 = 2e0, èõ òîëùèíû d1 = 2 ìì, d2 = 3 ìì. Íàïðÿæåíèå ìåæäó îáêëàäêàìè ðàâíî u = 200 Â. Ðàññ÷èòàéòå ýíåðãèþ ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ â ñëîÿõ è ïîëíóþ ýíåðãèþ ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ êîíäåíñàòîðà.  êàêîì èç ñëîåâ ïëîòíîñòü ýíåðãèè ïîëÿ áîëüøå?122Âîïðîñû, óïðàæíåíèÿ, çàäà÷è ê ãëàâàì 1 è 24. Ðàññ÷èòàéòå ýíåðãèþ ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ â êàæäîì èç ñëîåâ äèýëåêòðèêà,ïîëíóþ ýíåðãèþ ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ Wý, îáúåìíóþ ïëîòíîñòü ýíåðãèè W ý¢(r)ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ: à) â äâóõñëîéíîì öèëèíäðè÷åñêîì; á) â äâóõñëîéíîì ñôåðè÷åñêîì êîíäåíñàòîðàõ. Ðàäèóñû îáêëàäîê R1, R2, ðàäèóñ ïîâåðõíîñòè, îáùåéäëÿ îáîèõ ñëîåâ äèýëåêòðèêà, R, äèýëåêòðè÷åñêèå ïðîíèöàåìîñòè ñëîåâ e1, e2, íàïðÿæåíèå ìåæäó îáêëàäêàìè u.
×èñëåííûå ðàñ÷åòû âûïîëíèòå äëÿ R1 = 2 ñì,R2 = 1 ñì, R = 1,5 ñì, e1 = 4e0, e2 = 2e0, u = 300 Â.5. (Ð) Ðàññ÷èòàéòå ýíåðãèþ ìàãíèòíîãî ïîëÿ òðåõ ïîñëåäîâàòåëüíî ñîåäèíåííûõèíäóêòèâíî ñâÿçàííûõ êàòóøåê ñ òîêîì 1 À, èìåþùèõ èíäóêòèâíîñòè L1 = 1,5 ìÃí,L2 = 2 ìÃí, L3 = 1 ìÃí è âçàèìíûå èíäóêòèâíîñòè M12 = 0,3 ìÃí, M13 = 0,2 ìÃí,M23 = 0,06 ìÃí.6. Îïðåäåëèòå ýíåðãèþ ìàãíèòíîãî ïîëÿ êàòóøåê â óñëîâèÿõ ïðåäûäóùåé çàäà÷è, åñëè ó âòîðîé êàòóøêè ïîìåíÿòü ìåñòàìè çàæèìû.7.
Îïðåäåëèòå îòíîøåíèå ïëîòíîñòè ýíåðãèè ýëåêòðè÷åñêîãî è ìàãíèòíîãî ïîëåé â âîçäóõå ïðè B = 1,5 Òë, E = 30 êÂ/ñì.8. Òîðîèäàëüíûé ñåðäå÷íèê êàòóøêè èíäóêòèâíîñòèîáðàçîâàí äâóìÿ êîëüöàìè ïðÿìîóãîëüíîãî ñå÷åíèÿ,ðàçäåëåííûìè âîçäóøíûì çàçîðîì D (ðèñ. Â2.1). Ïðèíèìàÿ ëèíèè ìàãíèòíîé èíäóêöèè â ñåðäå÷íèêå è â çàçîðå îêðóæíîñòÿìè, ðàññ÷èòàéòå îòíîøåíèå îáúåìíîéïëîòíîñòè ýíåðãèè ìàãíèòíîãî ïîëÿ â çàçîðå è ïðèëåÐèñ. Â2.1ãàþùèõ ê íåìó òî÷êàõ ñåðäå÷íèêà (m = mñ), à òàêæåîòíîøåíèå ýíåðãèè ìàãíèòíîãî ïîëÿ â ñåðäå÷íèêå ê ýíåðãèè ìàãíèòíîãî ïîëÿ âçàçîðå.9.
(P) Ïàêåò ëèñòîâ (òîëùèíîé d êàæäûé) èçìàãíèòíîãî ìàòåðèàëà, ðàçäåëåííûõ âîçäóøíûìè ïðîìåæóòêàìè D (ðèñ. Â2.2), ïîìåùåí âíà÷àëå â ïðîäîëüíîå (||), à çàòåì â ïîïåðå÷íîå (^)ìàãíèòíîå ïîëå, ïðè÷åì ÌÄÑ ñîõðàíÿåòñÿ íåèçìåííîé: Fab = F| | = Fac = F^ (ab = ac). Îïðåäåëèòå îòíîøåíèå ñðåäíèõ äëÿ íåñêîëüêèõ ëèñòîâÐèñ. Â2.2B| | ñðçíà÷åíèé ìàãíèòíîé èíäóêöèè, ãäåB^ñðB| | ñðF| |F, B^ñð = ^ , S | | = S^.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
