Расчет магнитной цепи

План решения прямой задачи:
Нарисовать магнитную цепь; выделить участки с одинаковым сечением;
Рассчитать:
- средние силовые линии участков;
- площади сечения участков;
Записать формулу магнитного потока, из неё найти магнитную индукцию участка, по таблицам или кривой намагничивания найти напряжённость данного участка магнитной цепи и рассчитать силу тока в обмотке.
Примечание: при переходе из одной среды в другую магнитный поток неизменный.
Рассчитать напряжённость воздушного зазора из формулы Bδ = μδНδ
Записать закон полного тока: F = H1l1+H2l2+Hδlδ
Вычислить ток из формулы: F = I.w

Единицы измерения магнитных величин
B – индукция магнитного поля, Тл (Тесла);
H – напряженность магнитного поля, А/м (Ампер/метр);
Ф – поток индукции магнитного поля, Вб (Вебер);
F = I·w – магнитодвижущая сила (м. д. с.), А (Ампер);
UM = H·l – магнитное напряжение, А (Ампер!).

Константы
μ0=4π⋅10−7 Гн/м – магнитная постоянная.

Кривые намагничивания стали и чугуна

Таблица зависимости индукции В от напряженности Н

Примеры пользования таблицей:
1) При B = 0,80 Вб/м2: H = 140 А/м; при B = 0,85 Вб/м2: H = 165 А/м.
2) При B = 1,13 Вб/м2: H = 330 А/м.

Магнитопровод неразветвленной однородной магнитной цепи составлен из 100 листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм. Размеры магнитопровода указаны в мм. Определить намагничивающую силу F =Hl, при которой магнитный поток в магнитопроводе Ф= 3∙10-3 Вб.

Длина средней линии каждого участка
Все участки однородны, поэтому
l = l1 + l2 + l3 + l4 = 2 · (150 + 50) + 2 · (250 + 50) = 1000 мм = 1 м

Площади сечения участков
S = 4 · 50 · 100 · 0,5 = 10000 мм2
= 0,01 м2

Определение по кривой намагничивания или по таблице напряженность цепи

Определение намагничивающей силы
F = Н · l

Определить ток в катушке, имеющей 250 витков, и магнитную проницаемость сердечника, на котором расположена катушка, выполненном из литой стали, если магнитный поток, созданный током катушки в сердечнике, Ф = 8∙10-4 Вб. Размеры однородной магнитной цепи даны в мм.

Ток в катушке определяется по формуле
F = I · w

По катушке с числом витков W = 300 проходит ток 2 А. Катушка расположена на сердечнике из электротехнической стали, размеры которого даны в мм. Определить магнитный поток Ф в магнитопроводе однородной магнитной цепи.

По вычисленной напряженности по кривой намагничивания для заданного материала определяем магнитную индукцию В

По вычисленной напряженности по кривой намагничивания для заданного материала определяем магнитную индукцию В

Определяем искомый магнитный поток, зная сечение магнитопровода S
магнитный поток Ф = В · S

Однородная магнитная цепь из листовой электротехнической стали имеет две обмотки W1 = 200 и W2 = 150, подключенных согласно к зажимам a и b. Сопротивление обмоток соответственно R1 = 0,52 Ом и R2 = 0,38 Ом. К зажимам a и b приложено напряжение U = 6 В. Определить магнитный поток в магнитной цепи, пренебрегая рассеянием. Размеры магнитопровода даны в мм. Расчет произвести по закону полного тока для магнитной цепи.