Замещения источника

На 6-1, а приведена примерная картина магнитного поля индуктора длиной аъ внутри которого находится нагреваемый объект длиной G2
6-6. Схемы замещения индуктора с магнитопроводом

Внешнее емкостное сопротивление хе обусловлено потоком Фе (см. 9-15, а). Для расчета хе = 1/(соСй), где Се — внешняя или, точнее, краевая емкость рабочего конденсатора, можно использовать некоторые общие свойства электрического поля конденсатора и магнитного поля индуктора. Если рассмотреть схему замещения индуктора с нагреваемой деталью, основанную на общности потока обратного замыкания (см. § 6-1), то легко заметить полную аналогию между этой схемой и схемой 9-15, б. Схема замещения индуктора по общему потоку получается из схемы замещения конденсатора путем замены всех емкостей индуктивностями, а сопротивление гг становится сопротивлением провода индуктора. Самой интересной является аналогия между внешним сопротивлением хе и индуктивным сопротивлением обратного замыкания, которое тоже обозначено хе на схемах замещения индуктора в § 6-1. Это сопротивление при расчете индуктора находится на основании предположения, что внешнее магнитное поле индуктора с загрузкой подобно полю пустого индуктора. Справедливость такого предположения доказана экспериментально. Очевидно, справедливо и аналогичное утверждение: внешнее (краевое) электрическое поле конденсатора с загрузкой подобно полю пустого конденсатора. Отсюда сразу следует способ расчета:

—- покрытий индукционная 22(> Схема замещения индуктора 80, 87

Полная схема замещения индуктора, подобная схеме замещения трансформатора, приведена на рис, 5-4, а [24]. На схеме хл и xs2 — первичная и вторичная реактивности рассеяния, х0 = со//?ш0, причем Rm0 — магнитное сопротивление участка пути магнитного потока вне индуктора и загрузки, которое в дальнейшем называется магнитным сопротивлением обратного замыкания магнитного потока, г 2 и х2ы—активное и внутреннее реактивное сопротивления загрузки, приведенные к току участка индуктора бесконечной длины. Сопротивления г2 и х2н определяются в зависимости от формы тела и режима нагрева так, как было описано раньше. Реактивное сопротивление х0 определяет составляющую магнитодвижущей силы, необходимой для преодоления магнитным потоком пространства вне индуктора.

5-4. Схемы замещения индуктора: а — полная схема замещения; б — упрощенная схема замещения

5-5. Схемы замещения индуктора и векторная диаграмма: а — магнитная схема замещения; б — электрическая схема замещения; в — векторная диаграмма

нитной схемой замещения на 5-5, а полный ток индуктора ш/и расходуется на проведение общего магнитного потока внутри индуктора на участке а2 и на всем пути его обратного замыкания.

Магнитной схеме замещения соответствуют приведенная на 5-5, б электрическая схема замещения и векторная диаграмма на 5-5, в. Электрическая схема замещения дополнена внутренним реактивным сопротивлением индуктора х1м, играющим роль xsi, и активным сопротивлением — rlt что делает ее похожей на общую схему замещения на 5-4, а.

Ток в индуктирующем проводе оттесняется к открытой стороне паза магнитопровода независимо от кольцевого эффекта и эффекта близости [23]. Это ясно из того, что благодаря высокой магнитной проницаемости магнитопровода магнитное поле с обратной стороны провода пренебрежимо мало по сравнению с магнитным полем на его наружной поверхности: в пределе при ц, = со поле в магнито-проводе равно нулю, Поэтому при любой форме провода в такой системе наблюдается односторонний поверхностный эффект. - Рассмотрим схему замещения индуктора с магнитопроводом. Из 7-3 видно, что путь обратного замыкания главного магнитного потока ФМ) сцепленного как с нагреваемым объектом, так и с индуктирующим проводом, проходит через воздушные зазоры и через магнитопровод, в то время как путь обратного замыкания потока рассеяния Ф8 проходит только через магнитопровод, где эти потоки и объединяются. Так как магнитным сопротивлением магнитопровода ввиду его малости можно пренебречь, то схема замещения на 5-4 упрощается, в ней остается только реактивность рассеяния xsl.

На 7-4 представлены схема замещения индуктора ( 7-4, а) и соответствующая ей векторная диаграмма ( 7-4, б), которые будут использованы нами для вычисления электрических параметров индуктора [24, 42].

От схемы замещения источника энергии на 1.8, а можно перейти к эквивалентной схеме замещения с источником тока. Для этого разделим все слагаемые выражения (1.2) на внутреннее сопротивление источника г :

Выражениям (10.27в) и (10.27г) соответствует обобщенная схема замещения входной и выходной цепей усилительного каскада ( 10.64), которую можно получить, воспользовавшись эквивалентностью двух схем замещения источника энергии по 1.8.

Уравнение (2.1) является уравнением баланса мощности источника. Независимо от схемы замещения источника мощность Р„, напряжение JJ '„ = U и ток нагрузки /н = / связаны уравнением Рн = UI, а мощности Р и ДР выражаются разными формулами в зависимости от вида принятой схемы замещения.

Это уравнение выражает электрическое состояние простейшей замкнутой цепи. Из него можно получить выражение закона Ома для простейшей замкнутой цепи спо-следовательной схемой замещения источника:

Ток внешней цепи с параллельной схемой замещения источника можно найти из выражения

От схемы замещения источника энергии на 1.8, а можно перейти к эквивалентной схеме замещения с источником тока. Для этого разделим все слагаемые выражения (1.2) на внутреннее сопротивление источника г:

Выражениям (10.27в) и (10.27г) соответствует обобщенная схема замещения входной и выходной цепей усилительного каскада ( 10.64), которую можно получить, воспользовавшись эквивалентностью двух схем замещения источника энергии по 1.8.

От схемы замещения источника энергии на 1.8, а можно перейти к эквивалентной схеме замещения с источником тока. Для этого разделим все слагаемые выражения (1 .2) на внутреннее сопротивление источника г

Выражениям (10.27в) и (10.27г) соответствует обобщенная схема замещения входной и выходной цепей усилительного каскада ( 10.64), которую можно получить, воспользовавшись эквивалентностью двух схем замещения источника энергии по 1.8.

Схема замещения источника ЭДС содержит ЭДС ? и внутреннее сопротивление Ru источника, которое много меньше сопротивления /?„ потребителя электроэнергии (/?„3>/?о). Часто при расчетах приходится внутреннее сопротивление источника ЭДС приравнивать нулю.

1. Какова цель лабораторной работы? 2. Почему схему замещения источника электрической энергии и потребителя изображают в виде двух резисторов: регулируемого и нерегулируемого? 3. Запишите формулу силы тока для исследуемой цепи. 4. Какие режимы работы цепи вы знаете и чем они характерны? 5. Как изменяются напряжения t/j и t/a при изменении силы тока? 6. Как изменяется сила тока при изменении сопротивления Яг? 7. Как изменяются мощности PI и Р при изменении силы тока? 8. Как изменяется мощность Р2 при изменении силы тока? 9. Как изменяется к. п. д. при изменении силы тока? 10. В каком режиме работает схема замещения радиопередатчика и линии электропередачи? Чем характерны эти режимы?