Электрическая энергия и электрическая мощность.


Расчет электрических цепей несинусоидального тока

Соединения элементов. Неразветвлённые и разветвленные цепи. Последовательное, параллельное и смешанное соединения. Треугольник и звезда. Мост. Ветвь, узел, контур - топологические элементы электрической цепи. Цепи с сосредоточенными и распределёнными параметрами. Линейные и нелинейные цепи.

Магнитное поле и магнитные цепи

Ферромагнитные материалы и их магнитные свойства

 По магнитным свойствам все материалы разделяют на две группы: ферромагнитные (железо, кобальт, никель и их сплавы и др.) и неферромагнитные материалы (все материалы, за исключением ферромагнитных).

 Особенностью неферромагнитных материалов является то, что зависимость между магнитной индукцией В и напряженностью магнитного поля Н в них является линейной. Их абсолютная магнитная проницаемость есть величина постоянная и практически равна магнитной постоянной

 (7.1)

 Материалы, магнитная проницаемость которых достигает больших значений и зависит от внешнего магнитного поля и предшествующего состояния, называют ферромагнитными. Свойства ферромагнитных материалов принято характеризовать зависимостью магнитной индукции В от напряженности магнитного поля Н. Если перемагничивать образец в периодическом магнитном поле, то кривая   имеет вид петли, называемой петлей гистерезиса (рис. 7.1). Участок 0а является кривой намагничивания, поскольку поле возникает при нулевом значении индукции. Точки б и д соответствуют остаточной индукции , а напряженность в точках в и е называют задерживающей, или коэрцитивной, силой .

Рис. 7.1

 В зависимости от магнитной проницаемости ферромагнитные материалы разделяют на две группы:

 1) магнитомягкие с большой магнитной проницаемостью и с малой коэрцитивной силой . К ним относят электротехнические стали, пермаллой и ферриты;

2) магнитотвердые с малой магнитной проницаемостью, большой коэрцитивной силой  и большой остаточной индукцией  Тл.

 Магнитотвердые материалы применяют для изготовления постоянных магнитов. К ним относятся углеродистые, вольфрамовые, хромистые и кобальтовые сплавы.

 Ферромагнитные материалы играют важную роль в электротехнике, так как дают возможность при относительно небольших напряженностях получать сильные магнитные поля и конструировать электромагнитные устройства, обладающие заданными характеристиками.

Ферромагнитные магнитопроводы используют во всех электрических машинах, трансформаторах, электромагнитах, реле и др.

Закон полного тока и его применение для расчета магнитного поля Магнитной цепью называется совокупность магнитодвижущих сил (МДС), ферромагнитных тел или каких-либо иных сред, по которым замыкается магнитный поток.

Для разветвленных магнитных цепей справедливы законы Кирхгофа.

Расчет неразветвленных магнитных цепей Первый вариант. Определение МДС по заданному магнитному потоку (задача синтеза, или прямая задача).

 В магнитопроводе из электротехнической стали Э11 (рис. 7.5) необходимо обеспечить магнитную индукцию= 0,8 Тл.

Действующим называют значение переменного тока, эквивалентное постоянному току по тепловому действию, т. е. действующее значение переменного тока равно величине такого постоянного тока, который за время, равное одному периоду переменного тока, выделит в определенном сопротивлении такое же количество тепла, что и переменный ток.

Действующие значения переменных величин обозначаются прописными (заглавными) буквами без индексов: I, U, Е. Действующие значения синусоидальных величин меньше амплитудных значений этих величин в  раза, т. е.

; ; (4.12)

Так как действующие значения синусоидальных величин пропорциональны их амплитудным значениям, то в дальнейшем, длина вектора на векторной диаграмме будет соответствовать действующему значению синусоидальной величины.

Номинальные величины тока, напряжения и ЭДС источников и потребителей переменного тока являются действующими значениями этих величин.

Амперметры и вольтметры переменного тока измеряют преимущественно действующие значения тока и напряжения.

Отклонение переменной величины от синусоиды характеризует коэффициент формы и коэффициент амплитуды . Для синусоиды Кф =1,11; Ка =1,41. 


Цепи несинусоидального тока