Заказать  курсовую Заказать курсовую, контрольную, диплом

Продажа косметики

Женская одежда

 

Выполнение 
работ на заказ. Контрольные, курсовые и дипломные работы

Выполнение работ на заказ. Контрольные, курсовые и дипломные работы

Занимайтесь онлайн 
        с опытными репетиторами

Занимайтесь онлайн
с опытными репетиторами

Приглашаем к сотрудничеству преподователей

Приглашаем к сотрудничеству преподователей

Готовые шпаргалки, шпоры

Готовые шпаргалки, шпоры

Отчет по практике

Отчет по практике

Сервис для выполнения любых видов студенческих работ

Сервис для выполнения любых видов студенческих работ

Студенческий файлообменник Студенческий файлообменник

Закажите реферат

Закажите реферат

Биржа студенческих   работ. Контрольные, курсовые, рефераты.

Биржа студенческих
работ. Контрольные, курсовые, рефераты.
Пишем качественные диссертации, дипломные, курсовые работы, проекты, расчеты и другие студенческие работы под заказ!
Переходные процессы в цепях с одним реактивным элементом Преобразование энергии в электрической цепи Входное сопротивление пассивного четырехполюсника Переходный процесс в индуктивно связанных катушках

Расчеты электрических цепей

Для сокращения количества уравнений в расчетах токов в цепи часто используется метод контурных токов, являющийся модификацией метода Кирхгофа. При расчете токов этим методом вводят понятие контурного тока, как тока в главной ветви независимого контура.

Магнитные цепи при постоянных токах

Самостоятельную группу нелинейных цепей образуют магнитные цепи. Магнитной цепью называется совокупность устройств, содержащих ферромагнитные тела, процессы в которых характеризуются понятиями магнитодвижущей силы или намагничивающей силы (IW), магнитного потока (Ф) и падением магнитного напряжения или разностью магнитных потенциалов (Uм). Для расчета магнитных цепей используется закон полного тока, который формулируется так: циркуляция вектора напряженности магнитного поля вдоль замкнутого контура равна алгебраической сумме токов, пересекающих площадь, ограниченную контуром  интегрирования:

; (4.7.1)

  - магнитная индукция, характеризующая силовое действие магнитного поля,

где  μ – относительная магнитная проницаемость среды;

μ0=4π ·10 -7 Гн/м - магнитная проницаемость вакуума.

Магнитная проницаемость зависит от строения и магнитного состояния вещества и изменяется с изменением напряженности магнитного поля. При расчетах реальных магнитных цепей всегда можно выделить участки, где магнитные свойства остаются неизменными. Это позволяет перейти в выражении закона полного тока от интеграла к конечной сумме, что упрощает расчет цепей. Катушка, намотанная на магнитопровод и имеющая W витков, создает магнитодвижущую силу F=IW.

Тогда закон полного тока выглядит следующим образом:

  . (4.7.2)

На рис.4.7.1 показан фрагмент магнитопровода, в котором выделены участки с одинаковым сечением соответственно S1,S2, S3, а следовательно, с одинаковым магнитным сопротивлением.

Рис. 4.7.1. Участок магнитопровода с разным сечением

 Если магнитопровод не разветвлен, например тор (кольцо), то магнитная индукция и, соответственно, магнитный поток в любом сечении одинаковы:

 .  (4.7.3)

Используя данное соотношение, подставим его в формулу (4.7.2) и получим следующее выражение:

 ;

;  (4.7.4)

 

где уравнение (4.7.4) - закон Ома для магнитных цепей; 

 

 - магнитное сопротивление.

Тогда получим закон Ома для магнитных цепей:

 . (4.7.5)

Для любой магнитной цепи можно записать законы Кирхгофа:

1.   - алгебраическая сумма магнитных потоков в узле магнитной цепи равна нулю.

2.  - алгебраическая сумма магнитных падений напряжений равна алгебраической сумме МДС.

4.8. Расчет магнитных цепей

Расчет таких цепей базируется на законах Кирхгофа и законе Ома, о которых было сказано выше. Как правило, расчет ведется графоаналитическим методом, как и в случае нелинейных электрических цепей. Под длиной участка магнитной цепи будем подразумевать длину средней магнитной линии. Направление МДС определяется направлением тока в катушке в соответствии с правилом правого винта. При расчете цепей возможны задачи двух типов: прямая и обратная. Прямая задача: по известному потоку Ф магнитопровода необходимо найти МДС, обратная – по заданному току или ампер-виткам найти магнитный поток.

Рассмотрим прямую задачу на примере магнитной цепи (рис 4.8.1).

Рис.4.8.1. Схема магнитопровода с зазором

Пусть заданы параметры магнитопровода и кривая намагничивания железа (рис.4.8.2):

 l1 = ab = l3 = cd=20 см, l2 = bc = l4 = ad=30см, , W = 400, d=8мм (ширина пакета железа).

Примечание: т.к. длина зазора δ << l2, то в условии задачи приняли l2=l4.

Требуется определить ток I, создающий в магнитопроводе поток

Ф = 10·10 -4 Вб.

Рис.4.8.2. Характеристика намагничивания материала магнитопровода

Заданные геометрические размеры переведем в систему СИ, при этом получим:

l1 = l3 =0.2м,

l2= l4 = 0.3 м.

Определим площадь сечения всех участков магнитопровода:

Si= 16·10 -4 м2;

будем считать, что площадь сечения в зазоре равна площади сечения магнитопровода.

Равенство площадей S1 = S2 = S3 =S4= предполагает равенство магнитной индукции в этих сечениях, поэтому получим:

B1 = B2 = B3 = B4=Bδ= Ф/S = 0.625 Тл.

Используя кривую намагничивания, по найденной индукции определим напряженность поля. H1 =H2= H3 = H4 =500 А/м. Напряженность поля в зазоре определим расчетным путем. В воздушном зазоре относительная магнитная проницаемость μ = 1, тогда B = μ0· H; Hδ = 5·105А. По закону полного тока для данной магнитной цепи запишем:

,

.

4.9. Постоянный магнит

Постоянный магнит нашел широкое практическое применение (генераторы тока, магнето, преобразующие элементы приборов магнитоэлектрической системы, динамики, громкоговорители и т.д.). Рассмотрим принцип расчета постоянного магнита.

Если на замкнутый магнитопровод, выполненный из магнитотвердого материала (широкая петля гистерезиса) намотать обмотку и пропустить через нее ток такой величины, чтобы рабочая точка оказалась в зоне насыщения, а затем ток уменьшить до нуля, то напряженность поля также снижается до нуля, а индукция при этом равна остаточной магнитной индукции BR.

Для получения постоянного  магнита в данной конструкции делают тонкий пропил, при этом будем считать, что площадь сечения в образовавшемся зазоре равна площади сечения магнитопровода. Для образовавшегося неоднородного магнитопровода закон полного тока запишется следующим образом:

 

откуда

.

Взаимосвязь индукции и напряженности записывается так:

Bδ = μ0· Hδ ,т.к. Bδ =Bст, то, объединив выражения, получим:

;  (4.9.1)

.

Полученное выражение показывает, что взаимная индукция и напряженность стали линейными. Но с другой стороны эта же зависимость определяется петлей гистерезиса, объединяя оба эти положения, мы проводим прямую, и точка пересечения дает истинные значения.

Уравнения составляются по второму закону Кирхгофа для независимых контуров, т.е. получается система уравнений с меньшим числом переменных, что является преимуществом метода контурных токов. В методе контурных токов при составлении системы уравнений необходимо заменить источники токов эквивалентными источниками ЭДС.
Особенности работы нелинейных элементов в цепях синусоидального тока