Математика Курс лекций по информатике Машиностроительное черчение Решение задач по физике Теоретические основы электротехники Сопротивление материалов История искусства Ядерные реакторы
Элементы электрических цепей Приемники электрической энергии Комплексное сопротивление Резонансные свойства Трехфазные электрические цепи Магнитные цепи Трансформаторы Промышленная электроника Полупроводниковые приборы

Теория электрических цепей (основы электротехники)

В зависимости от нагрузки различают следующие режимы работы: номинальный, режим холостого хода, короткого замыкания, согласованный режим. При номинальном режиме электротехнические устройства работают в условиях, указанных в паспортных данных завода-изготовителя. В нормальных условиях величины тока, напряжения, мощности не превышают указанных значений.

Магнитные цепи и электромагнитные аппараты

Основы теории магнетизма

 Нагрузкой электрических цепей, в общем случае, являются электромагнитные устройства. Их работа основана на использовании электромагнитного поля.

  К электромагнитным устройствам относятся трансформаторы, генераторы, электродвигатели, преобразователи, электроизмерительные приборы, реле, муфты и другие.

 Разработанная теория магнитного поля позволяет не только понять механизм действия магнитного поля, но и рассчитать электромагнитные устройства. Рассмотрим ее основы.

1.Основные физические величины и соотношения

 Основные физические величины, описывающие магнитное поле, известны из курса физики. К ним относятся: магнитная индукция, магнитный поток, намагниченность, напряженность магнитного поля, магнитная проницаемость.

 Магнитная индукция В определяется силой, испытываемой единичным зарядом Q, движущимся в магнитном поле со скоростью V:

  (8.1)

 Магнитная индукция измеряется в теслах [Тл].

 Магнитный поток Ф - это поток вектора магнитной индукции через площадь S:

  (8.2)

 В однородном магнитном поле, перпендикулярном площади S, магнитный поток

  (8.3)

 Магнитный поток измеряется в веберах [Вб]:

  Намагниченность есть магнитный момент единицы объема вещества:

  (8.4)

где m - вектор магнитного момента элементарного контура:

  Напряженность магнитного поля Н связана с В и М зависимостью

  (8.5)

где  - магнитная постоянная:

  Намагниченность и напряженность магнитного поля измеряется в А/М.

 Для ферромагнитных материалов

  (8.6)

где - относительная магнитная проницаемость.

 Воздействие магнитного поля бывает двух видов:

 1)индуктивное воздействие.

  В этом случае в перемещаемом в магнитном поле проводнике возникает электродвижущая сила э.д.с. Если же это поле переменное, то э.д.с. возникает в неподвижном проводнике.

  2)электромагнитное воздействие.

 В этом случае на проводник с током в магнитном поле действует сила со стороны поля.

2.Характеристика магнитных свойств ферромагнитных материалов

 Ферромагнитные материалы характеризуют зависимостью магнитной индукции от напряженности магнитного поля


 Эта зависимость устанавливается опытным путем. На рис. 8.1. приведено ферромагнитное кольцо с обмоткой в виде витков провода. Если увеличивать ток в витках, то Н и В будут возрастать от нулевых значений по кривой начальной намагниченности (рис.8.2). Участок оа кривой есть начальная область, аб - область интенсивного намагничивания, бв - колено кривой, вг - участок насыщения, на котором намагниченность постоянная, М = const.

  Отношение  есть абсолютная магнитная проницаемость.

,

  откуда

.

Режим холостого хода возникает при обрыве цепи или отключении сопротивления нагрузки. Режим короткого замыкания получается при сопротивлении нагрузки, равном нулю. Ток короткого замыкания в несколько раз превышает номинальный ток. Режим короткого замыкания является аварийным. Согласованный режим - это режим передачи от источника к сопротивлению нагрузки наибольшей мощности. Согласованный режим наступает тогда, когда сопротивление нагрузки становится равным внутреннему сопротивлению источника. При этом в нагрузке выделяется максимальная мощность.
Метод узловых и контурных уравнений