Tính mạch từ để làm gì?

Đối với một số mục đích kỹ thuật, ở đây chúng tôi sẽ xem xét một ví dụ về một số trong số chúng, cần phải tính toán các tham số của mạch từ. Và công cụ chính trong những tính toán này là quy luật vận hành chung. Nghe có vẻ như thế này: tích phân đường của vectơ cường độ từ trường dọc theo một vòng kín bằng tổng đại số của các dòng điện bao phủ bởi vòng này. Luật áp dụng chung được viết như sau:

Và nếu trong trường hợp này, mạch tích hợp bao phủ một cuộn dây W mà dòng điện I chạy qua, thì tổng đại số của các dòng điện là tích I * W — tích này được gọi là lực từ của MDF, được ký hiệu là F .Vị trí này được viết như sau:

Đường bao tích phân thường được chọn trùng với đường sức từ, trong trường hợp này tích vectơ được thay bằng tích thông thường của các đại lượng vô hướng, tích phân được thay bằng tổng các tích H * L, sau đó là các tiết diện của từ trường. mạch được chọn sao cho lực H tác dụng lên chúng coi như không đổi. Sau đó, luật áp dụng chung có dạng đơn giản hơn:

Nhân tiện, ở đây, khái niệm «điện trở từ» được giới thiệu, được định nghĩa là tỷ lệ của điện áp từ trường H * L trong một khu vực nhất định với từ thông Ф trên đó:

Ví dụ, xem xét mạch từ thể hiện trong hình. Ở đây, lõi sắt từ có cùng diện tích mặt cắt ngang S dọc theo toàn bộ chiều dài của nó, nó có một chiều dài nhất định của đường tâm của từ trường L, cũng như một khe hở không khí có giá trị sigma đã biết. Thông qua vết thương quanh co của đã cho mạch từ, một dòng điện từ hóa nhất định I chạy.

Trong bài toán tính toán mạch từ trực tiếp, dựa vào từ thông Ф đã cho trong mạch từ, tìm độ lớn của MDF F. Đầu tiên, xác định cảm ứng B trong mạch từ, lấy từ thông này chia từ thông Ф cho đường chéo tiết diện S của mạch từ .

Bước thứ hai dọc theo đường cong từ hóa là tìm giá trị cường độ từ trường H tương ứng với giá trị cảm ứng B đã cho. Sau đó, định luật tổng dòng điện được viết ra, trong đó bao gồm tất cả các phần của mạch từ:

Một ví dụ về một vấn đề đơn giản

Giả sử có một mạch từ kín - lõi hình xuyến làm bằng thép biến áp, độ tự cảm bão hòa trong nó là 1,7 T. Cần tìm dòng từ hóa I mà lõi sẽ bão hòa, nếu biết rằng cuộn dây chứa W = 1000 vòng quay. Chiều dài của đường trung tâm là Lav = 0,5 m. Đường cong từ hóa được đưa ra.

Trả lời:

H*Lav = W*I.

Tìm H từ đường cong từ hóa: H = 2500A/m.

Do đó, I = H * Lav / W = 2500 * 0,5/1000 = 1,25 (ampe).

Ghi chú.Các bài toán không có khe hở từ cũng được giải theo cách tương tự, khi đó vế trái của phương trình sẽ có tổng của tất cả các HL đối với các đoạn mạch từ và đối với đoạn khe hở. Cường độ của từ trường trong khe hở được xác định bằng cách chia từ thông (nó giống nhau ở mọi nơi dọc theo mạch từ) cho diện tích của khe hở và cho Tính thấm từ trong khoảng trống.

Bài toán nghịch đảo tính toán mạch từ gợi ý rằng, dựa vào sức từ động F đã biết, cần tìm độ lớn của từ thông.

Để giải quyết vấn đề này, đôi khi họ sử dụng đặc tính từ của mạch MDF F = f (Ф), trong đó một số giá trị của từ thông Ф tương ứng với từng giá trị riêng của MDS F .Vậy trên F, giá trị của từ thông F .

Ví dụ về bài toán nghịch đảo

Một cuộn dây có W = 1000 vòng được quấn trên mạch từ hình xuyến kín (như trong bài toán trực tiếp trước) bằng thép biến áp, dòng điện I = 1,25 ampe chạy qua cuộn dây. Chiều dài của đường sức từ là L = 0,5 m, tiết diện của mạch từ là S = 35 cm vuông. Tìm từ thông Φ trong lõi bằng cách sử dụng đường cong từ hóa giảm.

Trả lời:

MDS F = I * W = 1,25 * 1000 = 1250 ampe. F = HL, nghĩa là H = F/L = 1250/0,5 = 2500A/m.

Từ đường cong từ hóa, chúng ta thấy rằng đối với một lực nhất định, cảm ứng là B = 1,7 T.

Từ thông Ф = B * S, nghĩa là Ф = 1,7 * 0,0035 = 0,00595 Wb.

Ghi chú. Từ thông trong mạch từ không phân nhánh sẽ giống nhau và ngay cả khi có khe hở không khí, thì từ thông trong nó sẽ giống như dòng điện trong mạch điện. Nhìn thấy định luật Ôm cho mạch từ.

Những ví dụ khác: Tính toán mạch từ