Решение дифференциальных уравнений Примеры решения типовых задач Курс практики по математике Инженерная графика Машиностроительное черчение История дизайна Архитектура ПК Лабораторные работы Курс лекций по физике теплоэнергетика
Курс лекций по физике Законы теплового излучения Фотоэффект Ядерная модель атома Квантовые генераторы Зонная теория твёрдых тел Электропроводимость металлов Ядерная физика Дозиметрия

Лабораторные работы по электротехнике

Электромагниты переменного тока

Расчет электромагнитной системы при переменном токе отличается от расчета магнитной системы постоянного тока в следующем.

При переменном токе и потоке в магнитопроводе за счет явлений гистерезиса и вихревых токов появляются потери энергии. Поэтому не весь ток, текущий по катушке является намагничивающим. Часть тока идет на покрытие указанных потерь.

Величина тока в катушке на переменном токе не равна подведенному напряжению, деленному на омическое сопротивление катушки, как это имеет место при постоянном токе.

Величина тока здесь должна быть такой, чтобы число потокосцепленной катушки соответствовало подведенному напряжению. Если пренебречь омическим падением напряжения в катушке (для обмотки напряжения R << wL), то индуцированная Э.Д.С. е должна быть равна

.

Таким образом, если задано приложенное к катушке напряжение, то тем самым задан поток. По катушке течет ток i такой величины, чтобы создать необходимый поток.

Допустим, что поток в воздушном зазоре d равен Фd, и поток рассеяния отсутствует. Пренебрегая потерями м.д.с. в стали можно записать

 ‑ часть тока, которая уходит на создание м.д.с.

где W ‑ число витков, S – площадь.

Согласно приведенному выражению при принятых допущениях ток в катушке пропорционален величине воздушного зазора. В действительности из-за наличия потоков рассеяния изменение намагничивающего тока происходит медленнее, чем изменяется воздушный зазор.

С ростом зазора d уменьшается индуктивные сопротивления, при этом ток будет расти, а поток ‑ уменьшаться

.

В реальных электромагнитных системах аппаратов ток катушки при разомкнутом якоре (пусковой ток) превосходит ток в катушке при замкнутом якоре (рабочий ток) в 6-10 раз.

Потери на гистерезис и вихревые токи являются активными потерями. Составляющая тока, идущая на покрытие этих потерь будет активной составляющей. Составляющая тока, идущая на создание м.д.с. является реактивной составляющей. Таким образом для цепи катушки имеем

.

И так, с ростом рабочего зазора в электрическом аппарате как в катушках постоянного, так и переменного тока магнитный поток падает.

Однако, в магнитных цепях переменного тока это является следствием роста падения напряжения на активном сопротивлении обмотки, а в целях постоянного тока – ростом магнитного сопротивления воздушного зазора.

Тяговая характеристика

Якорь ЭМ притягивается к сердечнику и при подаче в обмотку переменного тока. Предполагая поток в магнитопроводе синусоидальным по формуле Максвелла найдено выражение

,

где  ‑ амплитуде тягового усилия, неизменного по знаку и пульсирующего с удвоенной частотой.

Притяжение якоря определяется средним значением тягового усилия Qт.ср, т.е. его постоянной составляющей.

Следует иметь ввиду, что постоянная составляющая тягового усилия ЭМ переменного тока в два раза меньше тягового усилия ЭМ постоянного тока и при прочих равных условиях

ЭМ постоянного тока развивает большую силу притяжения, чем ЭМ переменного тока.

Если на постоянном напряжении , то на переменном напряжении ,ибо от d зависит индуктивность L. Этим и объясняется различие статических тяговых характеристик ЭМ постоянного тока и переменного тока, представленных на рис. Если тяговая характеристика 1 ЭМ постоянного тока круто поднимается с уменьшением d, то тяговая характеристика 2 на переменном токе более пологая, ибо здесь уменьшается и числитель из-за роста индуктивности обмотки. Если R = 0, то согласно 2-му закону Кирхгофа приложение к обмотке напряжения уравновешивается только э.д.с. самоиндукции, т.е

,

откуда  и .

При , и следовательно,  тяговая характеристика ЭМ имеет вид горизонтали 3.

Таким образом, форма тяговой характеристики ЭМ переменного тока зависит от соотношения активного и индуктивного сопротивления цепи его обмотки.

Переходные процессы при разряде конденсатора через активное сопротивление. Когда присоединяют две пластины конденсатора к электрической батарее, на этих пластинах накапливаются заряды. Когда мы подключаем конденсатор к источнику тока, через последний проходит некоторый зарядный ток, но когда конденсатор заряжен, то ток не проходит через него.
Фотопроводимость полупроводников