Задания для практических занятий по электротехнике на тему "Расчет магнитных цепей."

Практическая работа №4

Тема: Расчет магнитной цепи.

Цель:        -сформулировать основные законы для магнитных цепей, повторить определения основных параметров магнитных цепей;

                  -произвести расчет магнитной цепи, размеры и материалы которой, а также расположение обмоток с токами известны.

Основные формулы:

Решение задачи требует знания основных законов теории магнитных цепей.

Прямая задача

По заданному магнитному потоку и габаритам магнитопровода определяем магнитную индукцию на участке цепи  , где Ф – магнитный поток, S – площадь поперечного сечения магнитопровода.

По кривой намагничивания В = f(Н) для данного материала по величине магнитной индукции В определяем соответствующую напряженность Н (рис.1)

Тогда искомая сила по закону полного тока:

 , (1.3)

где L – длина средней магнитно-силовой линии.

Обратная задача

По заданной МДС F = I·W и габаритам магнитопровода определяем напряженность магнитного поля по закону полного тока

 , (1.4)

По вычисленной напряженности по кривой намагничивания для заданного материала определяем магнитную индукцию В.

Определяем искомый магнитный поток, зная сечение магнитопровода S,  (1.5)

Определяем относительную магнитную проницаемость:

 (1.6)

где μ₀ = 125∙10^-8 Гн/м – магнитная проницаемость воздуха.

 

нн

Рис 1. Кривая намагничивания и таблица зависимости индукции В от напряженности Н

Вариант 1.

1.Сформулируйте и запишите математическое выражение закона Ампера. Для чего применяется правило левой руки? Сформулируйте это правило.

2.Что называют магнитной цепью? Какие цепи называют разветвленными? Неразветвленными?

3. Решите задачу:

Магнитопровод неразветвленной однородной магнитной цепи составлен из 100 листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм. Размеры магнитопровода указаны в мм. Определить намагничивающую силу F =Hl, при которой магнитный поток в магнитопроводе Ф= 3∙10^-3 Вб.

Рис. 2 – Эскиз магнитопровода к задаче 3 варианта 1.

Вариант 2.

1. Дайте понятие абсолютной магнитной проницаемости. Приведите её численное значение. Что понимают под относительной магнитной проницаемостью среды. На какие группы можно разделить все вещества, используя понятие относительной магнитной проницаемости. 

2.Сформулируйте закон Ома для магнитной цепи. Для расчета, какого типа цепей он применяется.

3. Решите задачу:

Определить ток в катушке, имеющей 250 витков, и магнитную проницаемость сердечника, на котором расположена катушка, выполненном из литой стали, если магнитный поток, созданный током катушки в сердечнике, Ф = 8∙10^-4 Вб. Размеры однородной магнитной цепи даны в мм.

Рис. 3 – Эскиз магнитопровода к задаче 3 варианта 2.

Вариант 3.

1.Что называют магнитным потоком? Назовите основную единицу измерения магнитного потока  Ф. 

2.Что понимают под магнитным сопротивлением? В каких единицах измеряется магнитное сопротивление? Почему в магнитных цепях целесообразно сокращать воздушные зазоры?

3. Решите задачу:

По катушке с числом витков W = 300 проходит ток 2 А. Катушка расположена на сердечнике из электротехнической стали, размеры которого даны в мм. Определить магнитный поток Ф в магнитопроводе однородной магнитной цепи.

Рис. 4 – Эскиз магнитопровода к задаче 3 варианта 3.

Вариант 4.

1.Дайте определение вектора магнитной индукции В. Опишите способы определения направления вектора В. Назовите основную единицу измерения для вектора В.

2. Что называют магнитным напряжением? Намагничивающей силой? В каких единицах они измеряются. Сформулируйте закон полного тока.

3. Решить задачу:

Однородная магнитная цепь из листовой электротехнической стали имеет две обмотки W₁ = 200 и W₂ = 150, подключенных согласно к зажимам a и b. Сопротивление обмоток соответственно R1 = 0,52 Ом и R2 = 0,38 Ом. К зажимам a и b приложено напряжение U = 6 В. Определить магнитный поток в магнитной цепи, пренебрегая рассеянием. Размеры магнитопровода даны в мм. Расчет произвести по закону полного тока для магнитной цепи.

Рис. 5 – Эскиз магнитопровода к задаче 3 варианта 4.