09.04.2021

ПРЕДМЕТ:" ОСНОВЫ  ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ"                   ГРУППА № 203

Темы уроков: " Параметры цепей  постоянного тока", " Элементы магнитной цепи и их характеристика".

Изучить материал и составить краткий конспект.

Основные параметры электрических цепей постоянного тока делятся на мгновенные, постоянные и переменные.

Мгновенными электрическими величинами называются величины, значения которых измерены для данного момента времени. Мгновенные величины принято обозначать малыми (строчными) буквами. Например,

q(t) – мгновенное значение заряда,

i(t) – мгновенное значение тока,

u(t) – мгновенное значение напряжения,

p(t)=i(t)∙u(t) – мгновенное значение мощности.

В ряде случаев буква “t” может быть опущена.

Постоянными электрическими величинами называются величины, не изменяющиеся во времени. Постоянные величины принято обозначать большими (заглавными) буквами, например,

– I, А - сила тока - количество электричества, проходящего через поперечное сечение проводника за единицу времени,

– U, В - напряжение на некотором участке электрической цепи, равное разности потенциалов на концах этого участка,

– R, Ом - сопротивление,

– Р, Вт - мощность.

+Переменными электрическими величинами называются величины, изменяющиеся во времени.

В ряде случаев применяются дольные и кратные единицы:

̶ милливольт, миллиампер, милливатт: 1 мВ = 10^-3В, 1 мА = 10^-3 А, 1 мВт = 10^-3Вт.

̶ микровольт, микроампер: 1 мкВ = 10^-6В, 1 мкА = 10^-6А.

̶ киловольт, килоампер, килоом, киловатт: 1 кВ = 10³В, 1 кА = 10³ А,1 кОм = 10³ Ом, 1 кВт = 10³ Вт.

В качестве практической единицы измерения электроэнергии применяются ватт-час (вт·ч), киловатт-час (кВт·ч)

Все обозначения основных физических величин предусмотрены государственным стандартом. Единицы измерения даются международной системой единиц.

                               Элементы магнитной цепи и их характеристика.

 Магнитной цепью (магнитопроводом) называется совокупность различных ферромагнитных и неферромагнитных частей электротехнических устройств для создания магнитных полей нужных конфигурации и интенсивности. В зависимости от принципа действия электротехнического устройства магнитное поле может возбуждаться либо постоянным магнитом, либо катушкой с током, расположенной в той или иной части магнитной цепи.

К простейшим магнитным цепям относится тороид из однородного ферромагнитного материала. Такие магнитопроводы применяются в многообмоточных трансформаторах, магнитных усилителях, в элементах ЭВМ и других электротехнических устройствах.

 Более сложная магнитная цепь электромеханического устройства, подвижная часть которого втягивается в электромагнит при постоянном (или переменном) токе в катушке. Сила притяжения зависит от положения подвижной части магнитопровода.

 Магнитная цепь, в которой магнитное поле возбуждается постоянным магнитом. Если подвижная катушка, расположенная на ферромагнитном цилиндре, включена в цепь постоянного тока, то на нее действует вращающий момент. Поворот катушки с током практически не влияет на магнитное поле магнитной цепи. Такая магнитная цепь есть, например, в измерительных приборах магнитоэлектрической системы.

Рассмотренные магнитные цепи, как и другие возможные конструкции, можно разделить на неразветвленные магнитные цепи в которых магнитный поток в любом сечении цепи одинаков, и разветвленные магнитные цепи в которых магнитные потоки в различных сечениях цепи различны. В общем случае разветвленные магнитные цепи могут быть сложной конфигурации, например в электрических двигателях, генераторах и других устройствах.

В большинстве случаев магнитную цепь следует считать нелинейной, и лишь при определенных допущениях и определенных режимах работы магнитную цепь можно считать линейной.

9.1.2. Закон полного тока для магнитной цепи

 

Закон полного тока получен на основании многочисленных опытов. Этот закон устанавливает, что интеграл от напряженности магнитного поля по любому замкнутому контуру (циркуляция вектора напряженности) равен алгебраической сумме токов, сцепленных с этим контуром:

 причем положительными следует считать те токи, направление которых соответствует обходу контура по направлению движения часовой стрелки (правило буравчика). В частности, для контура по закону полного   тока 

Величина S I вназывается магнитодвижущей силой (МДС).

Основной единицей МДС в системе СИ является ампер (А). Основная единица напряженности магнитного поля в системе СИ - ампер на метр (А/м) - особого наименования не имеет. Часто применяется также единица, кратная основной единице напряженности магнитного поля, - ампер на сантиметр, 1 А/см = 100 А/м.

Магнитную цепь большинства электротехнических устройств можно представить состоящей из совокупности участков, в пределах каждого из которых можно считать магнитное поле однородным, т. е. с постоянной напряженностью, равной напряженности магнитного поля Н_k вдоль средней линии участка длиной l_k. Для таких магнитных цепей можно заменить интегрирование  суммированием.

Если при этом магнитное поле возбуждается катушкой с током I, у которой w витков, то для контура магнитной цепи, сцепленного с витками и состоящего из n участков,  можно записать

 

Если контур сцеплен с витками m катушек с токами, то

где F_p = I_pW_p - МДС.

 

Таким образом, согласно закону полного тока МДС F равна сумме произведений напряженностей магнитного поля на длины соответствующих участков для контура магнитной цепи. Произведение H_k·l_k ⁼ U_мk часто называют магнитным напряжением участка магнитной цепи.