Проницаемости сердечника

проницаемости окружающей

Следует заметить, что при выводе (5.13) мы полагали, что магнитная проницаемость провода с током ta не отличается от магнитной проницаемости окружающей среды, так как только в; этом случае можно было рассчитывать индукцию ВуЪ внутри провода по приведенной формуле и не учитывать поверхностную плотность

Следует подчеркнуть, что сила взаимодействия между токами по (5.17), выраженная через натяжения, зависит только от магнитной проницаемости окружающей среды цг и не зависит от магнитной проницаемости проводов с токами. Причем при выводе формулы (5.17) в отличие от (5.13) никаких допущений относительно магнитной проницаемости проводов не принималось. А это означает, что (5.17) справедливо при любой магнитной проницаемости проводов.

* Поскольку ранее было показано, что сила, действующая на провод с током, не зависит от его магнитной проницаемости, здесь проницаемость провода принимается равной магнитной проницаемости окружающей среды Щг.

где Ц1Г, ^2,. — относительные магнитные проницаемости окружающей среды / и цилиндра 2; k = Г^/ГА, ^ — радиус магнитного цилиндра 2 (см. 5.13 или 7.6); ГА — расстояние между осью цилиндра и током i'; / — длина элемента цилиндра.

Силы в электрическом поле действуют не только на проводящие тела, но и на диэлектрические, если их проницаемость отличается от проницаемости окружающей среды. Это объясняется возникновением с обеих сторон поверхности раздела разноименных зарядов, разных по величине; силы определяются алгебраической суммой этих зарядов. Таким образом, силы в электрическом поле всегда проявляются у поверхности раздела различных сред: диэлектрик — проводник и диэлектрик — диэлектрик.

В электрическом поле силы действуют не только на проводники. Если в поле находятся диэлектрики, проницаемость которых отлична от проницаемости окружающей среды, то на них также будут действовать силы. Величину силы, действующей на тела, помещенные в электрическое поле, определяют по формуле

Магнитные потоки, возникающие под действием м. д. с. обмотки, подразделяются на основной поток Ф и поток рассеяния Ф„ ( 7.5). Основной магнитный поток замыкается целиком через магнитопровод. Магнитный поток рассеяния замыкается вокруг витков катушки частично по магнитопроводу, а частично через окружающую среду. При анализе и расчете магнитных цепей потоки рассеяния обычно учитывают только в специально оговариваемых случаях, так как в магнитных цепях, изготовляемых в основном из ферромагнитных материалов, магнитная проницаемость магнитопроводов резко отличается от магнитной проницаемости окружающей среды, поэтому потоками рассеяния в большинстве случаев можно пренебречь. Если магнитный поток рассеяния не учитывать, а основной магнитный поток замыкается только по сердечнику магнитопровода, то такая цепь может считаться однородной, т. е. векторы магнитной индукции в каждой точке поля одинаковы и имеют одно направление. Значит, значения Ф, В, Н в однородных цепях по всей длине средней магнитной линии неизменны (средняя линия магнитной индукции показана на 2.5 пунктиром). При анализе магнитных цепей обычно считают, что они однородны и что конфигурация линий магнитной индукции совпадает с конфигурацией магнитной цели, т. е. не учитывают «выпучивания» линий магнитной индукции в воздушных зазорах, а также их искривления в узлах разветвления магнитных потоков и местах резких перегибов магнитной цепи.

Магнитное поле нескольких постоянных токов, протекающих-в прямолинейных проводах, имеющих круговые сечения любых размеров, вне проводов такое же, как если бы эти токи протекали по линейным проводам, совмещенным с осями действительных проводов. В самом деле, постоянное магнитное поле соседних проводов не индуктирует в теле данного провода электродвижущих сил. Поэтому распределение тока в теле каждого провода остается таким же, как и в том случае, когда этот провод уединен. Так как магнитное поле тока, протекающего в уединенном проводе кругового сечения, вне провода такое же, как если бы весь ток был сосредоточен на оси провода, то и при любом числе проводов кругового сечения при рассмотрении поля вне проводов можно их заменить линейными проводами, совмещенными с геометрическими осями действительных проводов. Необходимо подчеркнуть, что это правило справедливо только по отношению к пространству вне проводов, только при постоянном токе и только в том случае, если магнитная проницаемость материала проводов равна магнитной проницаемости окружающей среды, например, в случае медных или алюминиевых проводов в воздухе.

В электрических цепях нам удается создавать весьма протяженные направленные пути для электрического тока, что является результатом очень большого различия удельной проводимости у,ф проводников и удельной проводимости уиз окружающей их изолирующей среды. Так, для меди умр = 5,8-107 1/Ом-м, а для пропитанной кабельной бумаги ую = 10~13 1/Ом-м, т. е. при этом у,1р/уиз = 5,8-Ю20. Для магнитных цепей не имеем столь большого различия между абсолютной магнитной проницаемостью цфср ферромагнитных материалов участков магнитной цепи, которые должны образовывать путь для магнитных линий, и абсолютной магнитной проницаемостью дц = ц0 окружающей среды, обычно воздуха. Их отношение имеет порядок Цфср/ц0 ~ Ю3... 104, а при насыщении ферромагнитных материалов становится еще меньше. Поэтому значительная часть потока ответвляется от основной магнитной цепи и проходит через воздух в виде так называемого потока рассеяния. Следовательно, даже при коротких магнитных цепях имеем магнитные цепи с распределенными параметрами. Кроме того, вдоль основной магнитной цепи часто располагают воздушные промежутки. Таковым, например, является воздушный промежуток между полюсами электромагнита ( 20.41). Магнитная проницаемость этих промежутков равна магнитной проницаемости окружающей магнитную цепь среды, вследствие чего здесь трудно говорить об определенном пути для магнитных линий.

4. (О) Можно ли изобразить картину поля, соблюдая требуемые правила ее построения, если в электрическом поле заряженных проводов имеется тело, диэлектрическая проницаемость которого отличается от проницаемости окружающей среды?

Магнитное поле нескольких постоянных токов, протекающих в прямолинейных проводах, имеющих круглые сечения любых размеров, вне проводов такое же, как если бы эти токи протекали по линейным проводам, совмещенным с осями действительных проводов. В самом деле, постоянное магнитное поле соседних проводов не индуцирует в теле данного провода электродвижущих сил. Поэтому распределение тока в теле каждого провода остается таким же, как и в том случае, когда этот провод уединен. Так как магнитное поле тока, протекающего в уединенном проводе круглого сечения, вне провода такое же, как если бы весь ток был сосредоточен на оси провода, то и при любом числе проводов круглого сечения при рассмотрении поля вне проводов можно их заменить линейным и проводами, совмещенными с геометрическими осями действительных проводов. Необходимо подчеркнуть, что это правило справедливо только по отношению к пространству вне проводов, только при постоянном токе и только в том случае, если магнитная проницаемость материала проводов равна магнитной проницаемости окружающей среды, например для медных или алюминиевых проводов в воздухе.

Периодическое изменение индуктивности обмотки управления, являющейся одновременно и обмоткой выхода, создается за счет изменения магнитной проницаемости сердечника продольному полю. При насыщении сердечника поперечным полем она оказывается мала, увеличиваясь при работе на линейной части кривой намагничивания.

п у ль с о в, в качестве которого используется однофазный трансформатор ( 5.18). Так как э. д. с., индуцируемая во вторичной обмотке, оказывается в итоге прямо пропорциональной дифференциальной магнитной проницаемости сердечника:

величины магнитной индукции. Это означает, что во многих случаях расчетов величина магнитной проницаемости сердечника заранее не известна и поэтому приведенные расчетные формулы [например, (3.17), (3.18)] для определения магнитной индукции или потока использовать нельзя.

При введении подстроечника происходит увеличение магнитной проницаемости сердечника (индуктивности катушки), так как уменьшаются воздушные промежутки на пути магнитных силовых линий.

Определение магнитной проницаемости сердечника. Для расчета трансформатора низкой частоты необходимо знать магнитную проницаемость сердечника. Как указывалось, магнитная проницаемость зависит от материала сердечника, постоянного и переменного полей, зазора в сердечнике и других факторов.

8.10. Ориентировочное значение началь- приближения: задаются ЗНачвНИ-ной магнитной проницаемости сердечника ем Ц, рЫЧИСЛЯЮТ А, выбирают при наличии постоянного подмагничивания магнИТОПрОВОД, рассчитывают

Простейший магнитный усилитель имеет кольцевой ферромагнитный сердечник, на который помещаются две обмотки — входная (управляющая) и выходная (нагрузочная). В цепь выходной обмотки включается сопротивление нагрузки и подается переменное напряжение питания. Ток в сопротивлении нагрузки определяется напряжением источника питания, сопротивлением нагрузки и индуктивностью выходной обмотки. Индуктивность пропорциональна числу витков и магнитной проницаемости сердечника. Если магнитная проницаемость велика (что наблюдается при малом значении входного сигнала и, соответственно, малой намагниченности сердечника), то велика индуктивность выходной обмотки и, следовательно, велико ее сопротивление, в результате чего ток в нагрузке минимален. При большом значении управляющего тока сердечник переходит в режим насыщения и его магнитная проницаемость минимальна. Вследствие этого минимальна индуктивность выходной обмотки и мало ее сопротивление, а ток в нагрузке максимален.

Реагируя на каждую полуволну изменения тока /ъ сердечник МУ дважды насыщается за один период. Вследствие изменения магнитной проницаемости сердечника поток Ф, создаваемый постоянным током обмотки управления, пульсирует с двойной частотой сети, в результате чего в обмотках МУ наводится вторая гармоника э. д. с.

где fimax — максимальное значение нормальной относительной проницаемости сердечника.

5.20. Зависимость ЭМС, действую-щей на верхнюю половину кольцевого сердечника, по 5.19, от магнитной проницаемости зазора Цзг (при магнитной проницаемости сердечника Щг= 10)

Причем эта формула справедлива при любых \ir. Зависимость силы F, представленной в относительной форме (Р/С) от относительной магнитной проницаемости сердечника fir, приводится на 5.30. Здесь С = В11(,Ь6/(2 ц0).