Страница:Радиолюбитель 1930 г. №10.djvu/26

Материал из РадиоВики - энциклопедии радио и электроники
Перейти к: навигация, поиск
Выкупить рекламный блок
Эта страница не была вычитана


кривое соответствует лишь исчезновению остаточного магнетизма. Следовательно, для того, чтобы полностью преодолеть задерживающую (коэрцитивную) силу

сцепления молекул, нам понадобится обратный ток величины ОЕ. Только при увеличении силы тока появится обратный поток и постепенно желево дойдет до насыщения (участок ЕС).

Заканчивая полный цикл перемагничн- влннч. мы получим вамкнутую „петлю"

ADECFC. Чем тверже испытуемый сорт ферромагнитного материала, тем больше в нем остаточный магнетизм OD и задерживающая сила ОЕ, а потому и петля гистерезиса шире. Для примера на рис. 16 показаны кривые циклического перемагничивания мягкого железа и литой стали.

Процесс перемагничивания не обходится для источника электрической энергии „даром": помимо обычной работы на нагревание витков катушки, некоторое количество электрической энергии затрачивается на разрушение междумолеку- ляраых сил, на „перестроение" молекул. Энергия эта превращается в тепло, выделяемое в железе при трении молекул друг об друга.

Идтересным математическим выводом доказывается, что работа перемагничивания в некотором масштабе равна площади гистерез юной петли, а следовательно для литой стали она оказывается гораздо больше, чем для мягкого железа. Конечно, заметить повышение температуры сердечника можно лишь

Рис. 18.

при многократном и достаточно частом перемагвитивании, как это бывает в цепи переменного тока.

Так как потеря энергии на нагрев железа всегда является вредной, то для электромагнитных аппаратов выбирают сорт материала, обладающий минимальным гистерезисом. Идеалом с этой точки зрения было бы такое железо, для которого петля обращается в линию (рис. 17) Понятао, в практике можно лишь приближаться к этому идеалу-

Понятие о расчете магнитной цепи

Магнитной цепью называется совокупность участков, составляющих путь для силовых линий магнитного потока. В качестве самого простого примера можно взять замкнутый сердечник катушки или трансформатора (рис. 18). При намагничивании его главная масоа силовых линий замыкается внутри железа и лишь незначнтельная доля их огибает витки катушки по воздуху, составляя поток рассеяния. Обычно при расчетах таких замкнутых сердечников потоком рассеяния пренебрегают. Поэтому именно железный сердечник и называется в данном случае магнитной цепью ила магнптопроводом.

В чем же состоит расчет магнитопрово- да и какие задачи он преследует? Самым простым случаем расчета будет следу- щее: задается число витков катушки, сила тока в ней и размеры сердечника, а требуется определить полное число силовых линий магнитного потока. Рассуждение, приводящее нас к ответу, имеет большую аналогию с законом Ома. Магнитный поток прямо пропорционален магнитодвижущей силе (!') п обратно пропорционален сопротивлению магнитной цепи (S).

Намагничивающая или магнитодвижущая сила определяется числом ампер- витков катушки:

= О, 4. т:. I. W.

Здесь /—сила тока,W—число витков, а

45

45 - — »-

Рис. 19.

множитель О, 4 я = 1,26 = qq есть ко-

эфициент, позволяющий выразить ма- : питный поток именно числом силовых линий (коэфициент размерности).

Сопротивление, которое поток встречает в магнитопроводе, прямо пропорционально ширине пути и магнитной проницаемости р мате^ыала:

S-Qv'

где I — средняя длина силовой линии (ось сечений сердечника), Q — поперечное селение сердечника и р—проницаемость железа при данном значении ампер-витков.

Обобщая все это одной формулой, мы получим выражение для магнитного потока в следующем виде:

_ О, 4 я. W. I магнитодвиж. сила

Ф = j =

L магниты, сопротивл.

о ^

Здесь сила тока /—в амперах, средняя длина сердечника / — в cm и сечение сердечника Q — в cm".

Возьмем числовой пример. Имеем сердечник, раз меры которого показаны на рис. 19. Длина / составит 18 cm, сечение Q — 14. 14 ~ 196 тн- = 2 cm2 Пусть число витков катушки 1^=5000, а сила

ток* и ней / — 20 тА, т.-е. 0,02 А. Взглянув на кривую намагничивания для дан ного сорта железа и найдя индукцию,

соответствующую:

0,02 X 5000 = 100 ампер-виткам, мы ааметим, что железо довольно близко к насыщению и по рис. 14 выберем значение р ^1800.

Тогда полное число силовых линий потока определится

1,2.5000.0,02

Т8 ~

2.1800

Индукция в железе будет:

Ф —

i 24:000

2тт

В —

Ф 24.000 линий

= 12,000 -5J-

Q - 2

Эта цифра показывает, что железо действительно близко к насыщению, т.-к. для средних сортов самая большая индукция считается порядка 14—16 тысяч.

Опасаясь близости насыщения (а практика, как мы увидим дальше, заставляет ее опасаться), при заданных аыпер-внт- ках уменьшают магнитный поток и индукцию в железе искусственным повышением сопротивления магнитной цепи. Для этого в сердечнике делают воздушный завор порядка долей миллиметра, что очень резко повышает магнитное сопротявлевяе.

Расчетная формула примет вид:

0,4 я. W.I

Ф— ! j

Общее сопротивление является суммою сопротивлений последовательных, участков магнитной цепи.

Считая для катушки предыдущего примера длину воздушного зазора I, = 2 тт (рис. 20), помня, что Ро — 1 и принимая рж~ 3000, получим:

_ 1,2.5000.0,02

Ф — То п да ~ 9220 сил. линий.

2.3000 '

0,02

9

Рис. 21.

Тогда магнитная индукция окажется: Ф 9220 сил. лин.

D /л Л ~ 4Ы0 о 1

Ц & cm3

что будет гораздо безопаснее в смысле возможности насыщения.

Во многих случаях расчетная задача ставится не в том виде, как она была показана на наших примерах. Так, иногда требуется подсчитать размеры железа

332

РАДИОЛЮБИТЕЛЬ К> 10