Pengiraan litar magnetik

Dalam mesin dan radas elektrik, fluks magnet F tertumpu pada litar magnetik (teras feromagnetik) dan celah udara litar magnetik ini. Laluan fluks magnet ini dipanggil litar magnetik.

Litar magnet adalah seperti litar elektrik. Fluks magnetik Ф menyerupai arus elektrik I, aruhan В menyerupai ketumpatan arus, daya magnetisasi (ns) Fн (H ∙ l = I ∙ ω) sepadan dengan e. dan lain-lain. dengan

Dalam kes paling mudah, litar magnet mempunyai keratan rentas yang sama di mana-mana dan diperbuat daripada bahan magnet yang homogen. Untuk menentukan n. dengan l ∙ ω diperlukan untuk memberikan aruhan B yang diperlukan, keamatan H yang sepadan ditentukan daripada lengkung kemagnetan dan didarab dengan panjang min garis medan magnet l: H ∙ l = I ∙ ω = Fm.

Dari sini, arus I yang diperlukan atau bilangan lilitan ω gegelung ditentukan.

Litar magnet kompleks biasanya mempunyai bahagian dengan bahagian dan bahan magnet yang berbeza. Bahagian ini biasanya disambung secara bersiri, oleh itu fluks magnet yang sama F melalui setiap satu daripadanya.Aruhan B dalam setiap bahagian bergantung kepada keratan rentas bahagian dan dikira untuk setiap bahagian secara berasingan dengan formula B = Φ∶S.

Untuk nilai aruhan yang berbeza, keamatan H ditentukan daripada lengkung magnetisasi dan didarab dengan panjang purata talian kuasa bahagian litar yang sepadan. Merumuskan kerja individu, seseorang mendapat n yang lengkap. c. litar magnetik:

Fm = I ∙ ω = H1 ∙ l1 + H2 ∙ l2 + H3 ∙ l3 + … yang menentukan arus magnetisasi atau bilangan lilitan gegelung.

Keluk magnetisasi

Contoh daripada

1. Apakah mesti arus magnet I bagi gegelung sebanyak 200 lilitan supaya n. c. tercipta dalam gelang besi tuang fluks magnetik Ф = 15700 Ms = 0.000157 Wb? Jejari purata gelang besi tuang ialah r = 5 cm, dan diameter bahagiannya ialah d = 2 cm (Rajah 1).

nasi. 1.

Bahagian litar magnet S = (π ∙ d ^ 2) / 4 = 3.14 cm2.

Aruhan dalam teras ialah: B = Φ∶S = 15700∶3.14 = 5000 G.

Dalam sistem MKSA, aruhan ialah: B = 0.000157 Wb: 0.0000314 m2 = 0.5 T.

Daripada lengkung kemagnetan besi tuang, kita dapati kekuatan yang diperlukan H bersamaan dengan 750 A / m untuk B = 5000 G = 0.5 T. Kekuatan magnetisasi adalah sama dengan: I ∙ ω = H ∙ l = 235.5 Av.

Oleh itu, arus yang diperlukan I = (H ∙ l) / ω = 235.5 / 200 = 1.17 A.

2. Litar magnet tertutup (Rajah 2) diperbuat daripada plat keluli pengubah. Berapakah lilitan yang mesti ada dalam gegelung dengan arus 0.5 A untuk mencipta fluks magnet dalam teras Ф = 160000 Ms = 0.0016 Wb?

nasi. 2.

Bahagian teras S = 4 ∙ 4 = 16 cm2 = 0.0016 m2.

Aruhan teras B = F / S = 160000/16 = 10000 Gs = 1 T.

Mengikut keluk magnetisasi keluli pengubah, kita dapati untuk B = 10,000 Gs = 1 T keamatan H = 3.25 A / cm = 325 A / m.

Purata panjang garis medan magnet ialah l = 2 ∙ (60 + 40) + 2 ∙ (100 + 40) = 480 = 0.48 m.

Daya pengmagnetan Fm = I ∙ ω = H ∙ l = 3.25 ∙ 48 = 315 ∙ 0.48 = 156 Av.

Pada arus 0.5 A, bilangan lilitan ialah ω = 156 / 0.5 = 312.

3. Litar magnet yang ditunjukkan dalam rajah. 3 adalah serupa dengan litar magnet contoh sebelumnya, kecuali ia mempunyai jurang udara δ = 5 mm. Apa yang sepatutnya. s. dan arus gegelung supaya fluks magnet adalah sama seperti contoh sebelumnya, iaitu F = 160000 Ms = 0.0016 Wb?

nasi. 3.

Litar magnet mempunyai dua bahagian bersambung siri, keratan rentasnya adalah sama seperti dalam contoh sebelumnya, iaitu S = 16 cm2. Kearuhan juga sama dengan B = 10000 G = 1 T.

Panjang purata garis magnet keluli adalah lebih pendek sedikit: lс = 48-0.5 = 47.5 cm ≈0.48 m.

Voltan magnet dalam bahagian litar magnet ini ialah Hc ​​∙ lc = 3.25 ∙ 48≈156 Av.

Kekuatan medan dalam jurang udara ialah: Hδ = 0.8 ∙ B = 0.8 ∙ 10000 = 8000 A / cm.

Ketegangan magnet dalam keratan rentas jurang udara Hδ ∙ δ = 8000 ∙ 0.5 = 4000 Av.

Lengkap n. c. adalah sama dengan jumlah voltan magnet dalam bahagian individu: I ∙ ω = Hс ∙ lс + Hδ ∙ δ = 156 + 4000 = 4156 Av. I = (I ∙ ω) / ω = 4156/312 = 13.3 A.

Jika dalam contoh sebelumnya fluks magnet yang diperlukan disediakan oleh arus 0.5 A, maka untuk litar magnet dengan jurang udara 0.5 cm arus 13 A diperlukan untuk mendapatkan fluks magnet yang sama. Daripada ini dapat dilihat bahawa jurang udara, walaupun tidak ketara berhubung dengan panjang litar magnet, sangat meningkatkan n yang diperlukan. v. dan arus gegelung.

4. Fluks magnet pengubah dikira F = 72000 Ms. Pengiraan n diperlukan.s.dan arus magnet bagi belitan primer yang mempunyai 800 lilitan. Terdapat jurang δ = 0.2 mm dalam teras pengubah. Dimensi teras pengubah ditunjukkan dalam rajah. 4. Keratan rentas teras S = 2 ∙ 3 ​​​​​​= 6 cm2 (transformer dengan teras bentuk ini dipanggil berperisai).

nasi. 4.

Aruhan jurang teras dan udara B = F / S = 72000/6 = 12000 G.

Mengikut keluk magnetisasi keluli pengubah untuk B = 12000 G, kami menentukan keamatan: Hc = 5 A / cm.

Purata panjang garis magnet dalam keluli ialah lс = 2 ∙ (6 + 3) = 18 cm.

Voltan dalam celah udara Hδ = 0.8 ∙ B = 9600 A / cm.

Daya magnet I ∙ ω = Hc ∙ lc + Hδ ∙ δ = 5 ∙ 18 + 9600 ∙ 0.02 = 90 + 192 = 282 Av; I = (I ∙ ω) / ω = 282/800 = 0.35 A.

Dalam teras berperisai, fluks magnet berpecah kepada dua bahagian, yang ditutup di sepanjang rod sisi, keratan rentasnya ialah S / 2, dan panjang purata garis magnet ialah lc. Akibatnya, litar magnet adalah sama sepenuhnya dengan litar magnet pengubah konvensional dengan teras biasa S dan panjang talian kuasa lc.

5. Fluks magnet mesin DC F = 1280000 Mks. Litar magnet mengandungi kuk keluli tuang dengan purata panjang garis magnetik lа = 80 cm, pemutar yang dipasang daripada plat keluli elektrik dengan purata panjang medan lр = 18 cm, dan dua celah udara δ 0.2 cm setiap satu. = 8 ∙ 20 cm2; bahagian pemutar dan kutub Sр = 12 ∙ 20 cm2... Kira n. hlm dan bilangan lilitan gegelung kutub, jika arus magnet (menarik) maksimum di dalamnya ialah 1 A (Rajah 5).

nasi. 5.

Aruhan dalam kuk dan tiang Bя = Ф / Sя = 1280000/160 = 8000 G.

Voltan dalam kuk dan kutub mengikut lengkung magnetisasi keluli tuang pada Bя = 8000 G adalah sama dengan:

H = 2.8 A / cm.

Daya kemagnetan dalam bahagian kuk HЯ ∙ la = 2.8 ∙ 80 = 224 Av.

Aruhan dalam celah pemutar, kutub dan udara Br = Ф / Ср = 1280000/240 = 5333 G.

Voltan dalam rotor yang diperbuat daripada plat keluli pada Br = 5333 Gs Hrp = 0.9 A / cm,

dan voltan magnet bahagian rotor Hр ∙ lр = 0.9 ∙ 18 = 16.2 Av.

Voltan dalam celah udara Hδ = 0.8 ∙ Bδ = 0.8 ∙ 5333 = 4266.4 A / cm.

Voltan magnet dalam keratan rentas jurang udara Hδ ∙ 2 ∙ δ = 4266.4 ∙ 2 ∙ 0.2 = 1706.56 A.

Lengkap n. c. sama dengan jumlah voltan magnet dalam bahagian berasingan: I ∙ ω = Hя ∙ la + Hр ∙ lр + Hδ ∙ 2 ∙ δ; I ∙ ω = 224 + 16.2 + 1706.56 = 1946.76 Av.

Bilangan lilitan dalam dua gegelung kutub ω = (I ∙ ω) / I = 1946.76 / 1≈2000.