Физика
Электротехника
Искусство
Термех
Задачи
Информатика
Контрольная
Лаба

Графика

Курсовая
Математика
Чертежи

Реактор

Энергетика
Сопромат
Электроника

Катушка со стальным сердечником при синусоидальном напряжении.

Катушка со стальным сердечником является важнейшим элементом трансформаторов, электрических машин, электромагнитных реле, магнитных усилителей и многих других электротехнических устройств. Ее работа при синусоидальном напряжении имеет ряд особенностей, которые необходимо учитывать при расчете и эксплуатации электрооборудования.

Допустим, что активное сопротивление катушки пренебрежительно мало, а ее магнитный поток целиком замыкается по сердечнику (рис. 1.7). При подключении ее к источнику синусоидального напряжения:

u=Umsinωt,  (1.13)

в ней будет протекать переменный ток, намагничивающая сила которого будет создавать переменный магнитный поток Ф. Пересекая витки катушки, поток будет наводить в ней ЭДС самоиндукции eL, направление которой совпадает с направлением тока.

 (1.14)

На основании второго закона Кирхгофа можно записать:

 (1.15)

Совместное решение уравнений 1.13 и 1.15 дает:

 (1.16)

Обозначим

, (1.17)

тогда для магнитного потока в сердечнике будем иметь:

 (1.18)

Поток в сердечнике катушки изменяется по синусоидальному закону и отстает по фазе приложенного напряжения на четверть периода.

Синусоидальный поток циклически перемагничивает сердечник, в котором при этом происходит необратимое преобразование энергии в тепло. Затраты на перемагничивание называется потерями на гистерезис. Кроме того, переменный поток вызывает появление в сердечнике вихревых токов, которые также способствуют его нагреву. Суммарная энергия, расходующаяся на гистерезис и вихревые токи, называется потерями в стали, которые уменьшают КПД электротехнических устройств. Для уменьшения потерь магнитопроводы с переменным током изготавливают из специальной электротехнической стали, а для снижения вихревых токов они собираются из отдельных, изолированных друг от друга слоем лака, листов.

Решая уравнение 1.17 относительно напряжения и переходя к действующему его значению, получим:

 .

Т. к. по абсолютной величине ЭДС самоиндукции равна приложенному напряжению, можно записать:

 (1.19)

Выражение 1.19 называется уравнением трансформаторной ЭДС и используется при расчете всех электромагнитных устройств с переменным магнитным потоком.


Полупроводники