Электродинамические усилия в электрических аппаратах

(Чунихин стр.31-58)

Физическое силовое воздействие в электрических аппаратах основано на силе Лоренца. Эта сила, которая оказывает магнитное поле на движущиеся в нем электрические заряд.

F = q [ ]

Поскольку электрический заряд в проводниках связан с кристаллической решеткой, то это силовое воздействие передается на весь провод. И для случая с проводниками эта сила называется силой Ампера.

dF = I [ ]

d - вектор числено равный элементу проводника и направленный в ту же сторону, что и вектор плоскости тока.

Направление вектора индуктивности B определяется по правилу буравчика.

Направление силы определяется по правилу левой руки. Вектор входит в ладонь, четыре пальца направлены вдоль тока, большой отогнутый палец покажет направление силы.

Какое силовое воздействие оказывает первый проводник на второй проводник:

а) Определяем направление .

б) Определение направления силы - проводники притягиваются при одинаковом направлении тока в проводниках и отталкиваются при противоположном направлении токов.

Эти силы действуют в электрических аппаратах всегда, но в аварийном режиме, когда возникают большие токи и большие магнитные потоки эти силы могут достигать таких значений, что способны изменить геометрию проводника, т.е. разрушить электрический аппарат. Способность электрических аппаратов противостоять ЭДУ (электродинамические усилия) называется электродинамической стойкостью.

Данная характеристика приводится в технических характеристиках электрических аппаратов в виде квадрата амплитуды тока i_у². В процессе проектирования каждый аппарат рассчитывается на ЭДУ.

Способы расчета электродинамических усилий:

а) На основе взаимодействия электромагнитного поля и тока, по формуле Ампера.

По закону Био-Савара-Лапласа только для простых контуров.

б)На основе изменения электромагнитной энергии проводника с током. Для сложных контуров.

Из второго способа следствие:

Для определения направления ЭДУ:

Электромагнитная сила всегда направлена в сторону ослабленного электромагнитного поля.

ЭДУ между проводниками.

  F = i₁*i₂*K_H*K_Ф*m_o/4p     m = 4*p*10^-7*Гн/м

Кк - коэффициент контура, зависит от взаимного расположения проводников

Кк = 2 /a

Кф - коэффициент формы, определяется размерами проводника, Кф=1 в

данном случае.

Направление силы определяется по правилу правой руки.

ЭДУ в кольцевом витке и между кольцевыми витками.

Выделили элемент из этого кольцевого витка.   Любой кольцевой виток стремиться разорваться. r - радиус провода.  

 

Дата добавления: 2015-07-02