Магнитные цепи постоянного тока

6.2.1. На кольцо из литой стали намотана обмотка с числом витков . Наружный диаметр кольца =8 см, внутренний =6 см, высота =2 см. В кольце сделан радиальный зазор толщиной =0,8 см. Определить: а) постоянный ток в обмотке, при котором магнитный поток в кольце будет равен =1,8·10^-4 Вб; б) магнитный поток в кольце при токе в обмотке =1 А. Кривая намагничивания приведена на рис.85.

 

Рис.85. Кривая намагничивания

 

6.2.2. На магнитопровод, размеры которого в миллиметрах приведены на рис.86 намотана обмотка с числом витков =100. По обмотке протекает ток 2 А.

Определить магнитную индукцию в воздушном зазоре. Площадь сечения воздушного зазора считать равной площади сечения магнитопровода. Характеристика стали дана в таблице 11.

 

Рис.86. Размеры сердечника

Таблица 11

В, Тл	Н, А/м	В, Тл	Н, А/м	В, Тл	Н·102, А/м	В, Тл	Н·103, А/м
0,25		1,0		1,4		1,65
0,4		1,1		1,42		1,7
0,6		1,2		1,45		1,75
0,7		1,25		1,5		1,8
0,8		1,3		1,56		1,9
0,9		1,35		1,6		2,0

6.2.3. Левый магнитопровод (рис.87) имеет воздушный зазор =0,1мм, правый – без зазора. Размеры магнитопроводов:

= =20 см; = = =5 см². Магнитный поток первого магнитопровода =1,2·10^-4 Вб. Определить МДС обмотки и магнитный поток второго магитопровода. Характеристика стали магнитопровода задана в таблице 11.

Рис.87. Магнитная цепь

 

6.2.4. Рассчитать магнитную цепь, приведенную на рис.88. Магнитопровод которой выполнен из электротехнической стали. В таблице 12 приведена кривая намагничивания стали. Требуется определить магнитные индукции во всех участках магнитной цепи, если сечения участков: =30 см, =40 см, =30 см, =440 А, =280 А.

 

Кривая намагничивания магнитопровода Таблица 12

Н	А/м
В	Тл	0,22	0,75	0,93	1,02	1,14	1,28	1,47	1,53	1,57

 

Рис.88. Магнитная цепь

 

6.2.5. На стальном кольцевом магнитопроводе равномерно намотана обмотка с числом витков =300. При I =0,2 А магнитная индукция внутри обмотки (по длине средней линии) имеет то же значение, что и при I =200 но без стального сердечника. Определить магнитную индукцию и относительную магнитную проницаемость стали. Средний диаметр кольца d_cp=23,9 см.

 

6.2.6. Все участки сердечника, набранного из листовой стали Э-31 (рис.89.а) имеют одинаковое сечение S=10^-3 м². Длина средней линии в крайних стержнях = =0,4м; в среднем =0,2м. Обмотки имеют одинаковое число витков = = =1000. Принятые положительные направления токов в обмотках и магнитных потоках в стержнях указаны на рис.89.б.

Определить:

1) , , , если ;

2) , если ;

3) и ,если

4) и , если ;

5) соотношение между и при , чтобы

6) ,если ; ;

7) , если ; ;

Рис.89. Магнитная цепь и кривая намагничивания стали

6.2.7. Определить ток катушки, при котором магнитная индукция в воздушном зазоре будет В=1,256 Тл, если =2 мм, w=2000 витков. Принять, что магнитная проницаемость сердечника μ=∞.

 

Рис.90. Магнитная цепь

6.2.8. Магнитный поток в замкнутом стальном сердечнике катушки равен 16·10^-4 Вб. Определить магнитное сопротивление цепи, если в катушке 320 витков и по ней проходит ток 0,5 А.

 

6.2.9. Определить ток в катушке тороида (рис.91.а), при котором магнитная индукция в сердечнике составит 1,2 Тл, w=200 витков, R₁=10 см, R₂=15 см. Кривая намагничивания представлена на рис.91.б

 

 

Рис.91. Магнитная цепь и кривая намагничивания

6.2.10. На стальное кольцо (92.а), длина средней линии которого ℓ_cр=120 см, намотаны две обмотки w₁=100 витков и w₂=500 витков. Известен ток I₂=2 А. Определить ток первой обмотки, если В=1,2 Вб/м².

Рис.92. Магнитная цепь и кривая намагничивания

6.2.11. Катушка, с количеством витков w=1000, равномерно намотана на ферромагнитный сердечник (ри.93) с размерами R₁=8 см; R₂=12 см; h=15 см. Значение магнитного потока в сердечнике Ф=0,025Вб, μ=2040. Найти ток в катушке.

 

 

Рис. 93. Сердечник катушки

 

6.2.12. На участке абвг стальной сердечник имеет сечение S₁=12см², ℓ₁=22 см. На участке аг ℓ₂=15 см; S₂=6 см². Магнитный поток Ф=6·10^-4 Вб, δ=0,1 мм. Найти намагничивающую силу обмотки

 

Рис.94. Сердечник катушки и кривая намагничивания