Проводник находится

Все сказанное о принципе действия асинхронного двигателя справедливо, если обмотка ротора выполнена из ферромагнитного материала с теми же магнитными свойствами, что и сердечник ротора. В действительности обмотка ротора выполняется из неферромагнитного материала (меди или алюминия), поэтому магнитная индукция в пазу с проводниками намного меньше, чем в зубцах. Основная сила, вызывающая момент вращения, возникает в результате взаимодействия магнитного ноля ротора с вращающимся магнитным нолем статора и приложена к зубцам ротора. На проводник действует только небольшая сила. Однако для анализа работы двигателя и получения расчетных уравнений обычно считают, что в основе

187. Какова длина проводника, помещенного в магнитное поле, если индукция 0,1 Т, площадь поперечного сечения проводника 2 мм2, плотность тока в проводнике 10 А/мм2, а на проводник действует сила 0,5 Н?

Ток ротора, взаимодействуя с магнитным потоком, вызывает появление электромагнитных сил. При этом на каждый проводник действует усилие / = Bpe3/i. Распределение усилий по стержням представлено кривой /. Таким образом, к проводникам, лежащим на дуге л — ^2> приложены силы, увлекающие ротор за вращающимся магнитным потоком, а на дуге ifo — тормозящие силы. Поэтому при неизменной величине тока /2 величина результирующего усилия FPe3, а следовательно, и вращающий момент М будут тем меньше, чем больше угол \э2. В пределе при ifo =я/2 момент М = О, так как на ПОЛО-

К проводнику длиной /, помещенному в магнитное поле, приложено напряжение источника U, и в цепи существует ток / ( 3.25). На проводник действует электромагнитная сила f=Bl/, направление которой определяется по правилу левой руки. Под действием

каждый проводник действует усилие f=Bfe3ti. Распределение этих усилий по проводникам представлено кривой f. Легко заметить, что к проводникам, лежащим на дуге, соответствующей углу я—фа, приложены силы, увлекающие ротор за вращающимся магнитным потоком, а на дуге, соответствующей углу i)2,— тормозящие силы. Поэтому при неизменной величине тока /2 величина результирующего усилия /'рез, а следовательно, и вращающий момент М будут тем меньше, чем больше угол t>2- При \32=я/2 момент Af=0, так как на половину проводников действует усилие, направленное в одну сторону, а на другую половину — такое же усилие, направленное в противоположную сторону.

При трехфазном коротком замыкании на средний проводник действует сила f(3) = 6,92 [ио/(4я)]&„ (7П.Н (з))2. Учитывая, что /„.„ (2)//п.„ (3) = 0,87,

проводник действует сила. Направление действия силы определяется из условия, что изменение энергии магнитного поля при перемещении в этом направлении будет наибольшим.

Все сказанное о принципе действия асинхронного двигателя справедливо, если обмотка ротора выполнена из ферромагнитного материала с теми же магнитными свойствами, что и сердечник ротора. В действительности обмотка ротора выполняется из неферромагнитного материала (медь или алюминий), поэтому магнитная индукция в пазу с проводниками намного меньше, чем в зубцах. Основная сила, ; вызывающая момент вращения, возникает в результате взаимрдейст-• вия магнитного. ..поля ротора с вращающимся .магдитньш лолем статора и приложена к зубцам ротора. На проводник действует только небольшая сила. Однако для анализа работы двигателя и получения расчетных уравнений обычно считают, что в основе принципа действия асинхронного двигателя лежит закон Ампера — взаимодействие проводника с током и магнитного поля. Такая трактовка закономерна, поскольку результаты расчета при этом совпадают с полученными из принципа взаимодействия магнитных полей ротора и вращающегося поля статора.

Электромеханические взаимодействия. Проводники с током, расположенные в магнитном поле, испытывают действие механических сил. Так, если прямолинейный проводник длиной / ( 4.4), по которому протекает ток /, находится в равномерном магнитном поле (В = const) и расположен под углом а к направлению вектора магнитной индукции В, то на этот проводник действует сила

Иную физическую природу имеет ЭДС, возникающая при движении проводника с током в неизменном магнитном поле. Вихревое электрическое поле в этом случае отсутствует и на проводник действует сила Лоренца, обусловленная магнитным полем. Значение индуктированной ЭДС вычисляется по формуле (П1.3). Направление индукционного тока в этом случае в соответствии с правилом Ленца определяется по правилу правой руки: если расположить правую руку так, чтобы линии индукции магнитного поля входили в ладонь, а отогнутый большой палец указывал направление движения проводника, то вытянутые пальцы укажут направление тока.

В электростатическом поле на проводник действует механическая (пондеромоторная) сила, являющаяся суммой всех сил, действующих на элементарные заряды:

Предположим, что прямой проводник длиной /, входящий в цепь тока, перемещается поступательно параллельно самому себе на отрезок dx и переходит из положения / в положение 2 ( 171). Направление магнитного поля Нг будем считать перпендикулярным к / и к dx. На проводник действует сила

При анализе электрических цепей обычно допускается, что напряжение, приложенное к одному концу проводника, мгновенно передается во все точки по его длине. На самом деле это не так. Скорость распространения сигнала по проводнику конечна, ее значение определяется относительной диэлектрической проницаемостью среды, окружающей проводник. Если проводник окружен воздухом или находится в вакууме, то сигнал в нем распространяется со скоростью света в вакууме, т. е. 29, 979 см/не, или 30 см/не. Если проводник находится в среде с диэлектрической проницаемостью, отличной от единицы, то скорость распространения электрического сигнала в нем обратно пропорциональна корню квадратному из диэлектрической проницаемости. Диэлектрическая проницаемость печатных плат примерно равна четырем, и по печатным проводникам на таких платах сигнал распространяется со скоростью около 15 см/не; в пленочных проводниках, расположенных на диэлектрических подложках, значение е которых колеблется в пределах 8— 10, скорость распространения сигнала примерно в три раза меньше, чем в вакууме, т. е. равна ~ 10 см/не.

Будем отсчитывать угол а от положения витка, когда его плоскость перпендикулярна магнитным линиям и проводник / находится слева ( 2-1, о).

Пусть проводник находится в однородном электрическом поле напряженностью c& = U/l. Под действием этого поля свободные электроны проводника совершают ускоренное движение в направлении, противоположном вектору W. Движение электронов происходит до тех пор, пока они не столкнутся с ионами

1-49. Если замкнутый полый металлический проводник находится во внешнем электрическом поле, то на этом проводнике возникают индукционные электрические заряды. Они сосредоточиваются только на внешней поверхности проводника, а электрическое поле в толще металла и внутри полости будет равно нулю. Таким образом, полый металлический проводник

Решение. Если проводник находится под северным полюсом, то э. д. с., индуктируемую в нем, будем считать положительной; кроме того, она имеет максимальное значение. Отсюда начальный фазный угол ее равен 90° (ф?1=90°).

Если проводник находится в диамагнитной или парамагнитной среде, то с достаточной точностью можно считать ц, = 1

Если проводник находится в неферромагнитной среде, то, полагая ц = 1, получаем:

Будем отсчитывать угол а от положения витка, когда его плоскость перпендикулярна магнитным линиям и проводник / находится слева ( 5-1, а).

Если проводник находится в воздухе, то ц.а = [Л0 и

Заряды в состоянии равновесия распределяются на поверхности проводника всегда, независимо от того, каким образом возникли заряды. Если замкнутый полый металлический проводник находится во внешнем электрическом поле ( 50, а), то на нем появятся индукционные заряды. Эти заряды будут также сосредоточены только на внешней поверхности, а электрическое поле и в толще металла, и внутри полости будет равно нулю. Поэтому полый металлический проводник экранирует электрическое поле всех внешних зарядов. Этим широко пользуются на практике для устройства электростатической защиты. Для того чтобы оградить чувствительные электрические приборы от возмущающего действия внешних электрических полей, их заключают в замкнутые металлические ящики, которые соединяют с землей.

проводника в область более слабого поля число силовых линий, охватываемых проводником, уменьшится. Но магнитное поле есть поле вихревое (§ 90) и его силовые линии всегда замкнуты. Вследствие этого силовые линии поля сцеплены с проволочным контуром наподобие звеньев цепи ( 181). Поэтому всякое изменение количества силовых линий, охватываемых контуром, может произойти только в результате пересечения ими проволочного контура. Точно так же, если проводник находится в покое, но изменяется напряженность поля, то при усилении поля густота силовых линий будет увеличиваться и они будут стягиваться друг к другу, а при ослаблении поля — расхо-