- •Корпусова и.Н.
- •Глава 7 магнитные цепи и электромагнитныеустройства
- •7.1. Назначение магнитных цепей. Основные величины, характеризующие магнитное поле
- •7.2. Магнитные свойства и характеристики ферромагнитных материалов. Классификация магнитных цепей
- •7.3. Применение закона полного тока для расчета магнитных цепей
- •7.4. Расчет неразветвленных магнитных цепей с постоянной магнитодвижущей силой
- •7.5 Расчёт разветвлённых магнитных цепей с постоянной магнитодвижущей силой
- •7. 6. Магнитные цепи с постоянными магнитами
- •7.7. Электромагнитные устройства с переменными магнитными потоками
- •Контрольные вопросы
Корпусова и.Н.
Глава 7 магнитные цепи и электромагнитныеустройства
7.1. Назначение магнитных цепей. Основные величины, характеризующие магнитное поле
Магнитная цепь — это совокупность устройств, содержащих ферромагнитные тела, электромагнитные процессы в которых могут быть описаны с помощью магнитодвижущей силы, магнитного потока и разности магнитных потенциалов. Магнитная цепь содержит элементы (намагничивающая катушка, постоянный магнит), возбуждающие магнитный поток и магнитопроводы. Такие цепи предназначены для усиления электромеханического и индукционного действия магнитного поля путем значительного увеличения магнитного потока в результате намагничивания ферромагнитных материалов током. Намагниченное тело создает добавочное магнитное поле и тем самым увеличивает магнитное поле цепи. Для получения больших магнитных потоков на магнитную цепь помещается катушка, по которой проходит электрический ток.
Магнитные цепи играют важную роль в электрических машинах, трансформаторах, электромагнитных реле, электроизмерительных приборах и других электротехнических устройствах, так как создают большие магнитные потоки при сравнительно малых токах в обмотках, необходимые для работы этих устройств. Применение замкнутых магнитных цепей или сердечников в электромагнитных устройствах позволяет уменьшить размеры и массу самих устройств.
Магнитная индукция В — векторная величина, определяющая силу, действующую на движущуюся заряженную частицу со стороны магнитного поля. Единицей магнитной индукции является тесла (Тл).
Напряженность магнитного поля Н — векторная величина, которая равна геометрической разности вектора магнитной индукции В, деленного на магнитную постоянную μ0, и вектора намагниченности М, А/м:
,
где μо = 4π ·10-7 Гн/м; М — намагниченность, характеризующая магнитное состояние вещества, А/м.
Абсолютная магнитная проницаемость μa— величина, характеризующая магнитные свойства вещества. Для изотропных веществ магнитная проницаемость является скалярной величиной, равной отношению модуля магнитной индукции к модулю напряженности магнитного поля:
μ0=B/H (7.1)
Относительная магнитная проницаемость μr— величина, равная отношению абсолютной магнитной проницаемости μa к магнитной постоянной μ0:
μr= μa / μ0
Для воздуха μr = 1, так как μa = μ0. Относительная магнитная проницаемость — величина безразмерная.
Магнитный поток Ф — поток вектора магнитной индукции сквозь некоторую поверхность S:
где dS — элемент поверхности S; α — угол между направлением вектора магнитной индукции и перпендикуляром к поверхности dS.
В случае когда вектор магнитной индукции перпендикулярен пронизываемой им поверхности S, т.е. угол α = 0,
(7.2)
Магнитный поток выражается в веберах (Вб) и является интегральной оценкой магнитного поля.
Магнитодвижущая сила (МДС) F— скалярная величина, равная линейному интегралу напряженности магнитного поля вдоль рассматриваемого замкнутого контура l, охватывающего полный ток, который создает это поле:
где d1 — элемент контура интегрирования.
Магнитодвижущая сила измеряется в амперах.