Введение
В настоящее время остро стоит проблема повышения коэффициента полезного действия электромагнитных устройств, работающих на постоянном и переменном токах. В этой статье мы предлагаем свой метод повышения КПД, основанный на увеличении намагничивающей силы и геометрии магнитопровода.
Цель работы:
1. Изучить принцип работы электромагнитных устройств постоянного тока.
2. Выявить зависимость между намагничивающей силой и сопротивлением всего обмоточного провода.
3. Получить конечную формулу, показывающую зависимость намагничивающей силы от геометрических размеров обмотки и значением подводимого напряжения.
Задачи работы:
1. Рассмотреть магнитопровод. Его конструкцию.
2. Из формулы, определяющей величину намагничивающей силы, выявить зависимость между значением намагничивающей силы и других электрических и геометрических величин.
3. Получить формулу, раскрывающую характер и зависимость намагничивающей силы от геометрии катушки и величины напряжения.
Проблема: К каким техническим характеристикам необходимо стремиться при проектировании обмоток электромагнитных устройств постоянного тока?
Объект исследования: Круглая цилиндрическая обмотка, выполненная из медного провода с эмалевой изоляцией.
Предмет исследования: Формула зависимости намагничивающей силы от числа витков и величины протекающего тока.
Методы исследования:
1. Работа с литературой и другими источниками информации,
2. Изучение принципа работы магнитопровода с обмоткой как объекта исследования.
3. Математический и электротехнический анализ.
4. Моделирование
5. Классификация
6. Сравнительный анализ.
Процесс выполнения исследования имеет эффективность, так как обоснована зависимость величины намагничивающей силы от геометрических размеров обмотки и подводимого напряжения, что, в перспективе, дает возможность повысить КПД электромагнитных устройств постоянного тока.
Глава 1. Электромагнитные устройства постоянного тока
Общие сведения об электромагнитных устройствах и принцип их работы
Электромагнитные устройства-электротехнические устройства, принцип действия которых основан на использовании индукционного или силового действия магнитного поля, называются электромагнитными.Для получения требуемой ЭДС или силы в электромагнитном устройстве должно быть создано магнитное поле определенной интенсивности и направленности действия. С этой целью в каждом электромагнитном устройстве имеется магнитная цепь (магнитная система), состоящая из магнитопровода, выполняемого в общем случае из различных ферромагнитных материалов, и одной или нескольких намагничивающих обмоток.С помощью намагничивающих обмоток, по которым во время работы устройства пропускаются токи, либо с помощью постоянных магнитов в пространстве возбуждается магнитное поле. При этом ферромагнитный материал магнитопровода намагничивается, в результате чего магнитное поле магнитопровода значительно усиливается и становится намного более интенсивным, чем поле вне магнитопровода. Поскольку магнитное поле оказывается сосредоточенным в основном в магнитопроводе, можно, придавая ему соответствующую конфигурацию, сконцентрировать магнитное поле в нужном объеме электромагнитного устройства.
Рассмотрим более подробно электромагнитные устройства постоянного тока. Но, сперва, вспомним, что такое постоянный ток и какими законами он описывается.
Из определения, которое мы знаем: постоянный ток-это постоянное направленное движение заряженных частиц. Самый известный закон и самый главный, который описывает «поведение» постоянного электрического тока,-закон Ома. Он формулируется следующим образом: «Величина постоянного тока I и электрического напряжения U для любого момента времени сохраняется неизменной»
Переносчиками электрических зарядов являются:
1) В металлах-свободные электроны
2) В электролитах-ионы: катионы и анионы
3) В газах-ионы и электроны
4) В вакууме-электроны, образовавшиеся в результате электронной эмиссии
Постоянный ток
