Магнитная цепь. Электромагнитные силы

Магнитная цепь – устройство, содержащее сердечники из ферромагнитных материалов, через которые замыкается магнитный поток.

Магнитные цепи являются составными частями электротехнических установок: двигателей, генераторов, трансформаторов, реле и других устройств.

Источником намагничивающей силы является обычно обмотка (катушка) с током или постоянный магнит.

Магнитопроводы предназначены для усиления магнитного потока и придания магнитному полю определенной конфигурации. Иногда магнитопровод может включать воздушные промежутки. В качестве материала для магнитопроводов применяются ферромагнитные материалы.

Ферромагнитные материалы применяют для того, чтобы сосредоточить магнитное поле в определенной части аппарата. Элементы из ферромагнитных материалов с разделяющими их воздушными зазорами составляет магнитопровод (магнитную цепь).

Рисунок 2.9. Магнитная цепь

а) электромагнитного реле: 1 – катушка; 2 – сердечник; 3 – магнитный поток;

4 – якорь; 5 – магнитный поток рассеяния; 6 – воздушный зазор;

б) машины постоянного тока: 7 – катушка; 8 – полюса; 9 – якорь; 10 – остов; 11 – воздушный зазор

Например:

Магнитная цепь электромагнитного реле (рис.2.9, а) состоит из трёх участков: сердечника 2, якоря 4 и двух воздушных зазоров 6. По замкнутому контуру, образованному этими участками, проходит магнитный поток 3, создаваемый током катушки 1. При переходе через воздушные зазоры, разделяющие сердечник и якорь, часть магнитного потока замыкается по воздуху, т.е. не проходит через якорь, - возникает поток рассеяния 5.

Магнитное поле в магнитной цепи электрической машины постоянного тока создаётся током катушек 7 (рис.2.9, б), расположенных на полюсах 8. Эти катушки называют обмотками возбуждения. Создаваемый ими магнитный поток проходит через сердечники

полюсов, вращающуюся часть машины якорь 9, воздушные зазоры 11 между полюсами и якорем и замыкается через остов 10.

Способность тока возбуждать магнитное поле оценивается магнитодвижущей силой (м.д.с.). Измеряется в амперах.

Магнитодвижущая сила F проводника с током равна силе этого тока I: F=I.

В общем случае, когда замкнутый контур охватывает несколько токов, то суммарная магнитодвижущая сила равна их алгебраической сумме F=ΣI (Закон полного тока). М.д.с. катушки F равна произведению тока I на число её витков w,т.к.замкнутый контур магнитной цепи, сцеплённый с катушкой, охватывает ток I не один раз, а w раз, т.е.: F=wI.

Закон Ома для магнитной цепи:

«Магнитный поток, проходящий по магнитной цепи, равен магнитодвижущей силе, деленной на магнитное сопротивление цепи».

Ф=F/R_м; R_м=l/µ_аS

Магнитный поток, создаваемый катушкой, зависит от длины магнитной цепи ℓ, числа витков w, поперечного сечения S и магнитной проницаемости µ_а: Ф=Iw/ℓ/µ_аS

Чем больше магнитодвижущая сила F, создаваемая катушкой электромагнита, тем больший магнитный поток проходит по его магнитной цепи.

Контрольные вопросы

1. Дайте определение магнитной цепи.

2. Что является источником намагничивающей силы?

3. Объясните назначение магнитопровода.

4. Почему применяются ферромагнитные материалы для магнитопровода?

5. Принцип работы электромагнитного реле.

6. Принцип работы электрической машины постоянного тока.

7. Сформулируйте закон Ома для магнитной цепи.

Дата добавления: 2015-05-06