Общие вопросы электробезопасности. Электромагнетизм

1.

Общие вопросы
электробезопасности.
Электромагнетизм

2.

Электромагнетизм
Магнетизм - это свойство некоторых тел притягивать к
себе железные предметы. Такие тела называют
магнитами. Они бывают естественные и искусственные.

3.

Свойства магнитов
1. Наибольшей силой притяжения обладают полюса (в
магнетизме, в отличие от электричества полюса
обозначаются не (+) и (-), а север (N) и юг (S) от английских
слов North и South).
2. Одноименные полюса – отталкиваются, а разноименные –
притягиваются.
3. Разделить полюса невозможно (если разрезать магнит получиться два отдельных магнита со своими парами
полюсов).
4. Магниты размагничиваются от нагреваний и ударов
(вибрации).

4.

Магнитное поле
Магнитное поле - это особый вид
материи, который образуется:
Вокруг магнитов;
Вокруг
движущихся
электрических
зарядов,
т.е.
проводников с током;
При изменении электрического поля
Всякое изменение электрического поля
образует магнитное поле и, наоборот,
изменение магнитного поля порождает электрическое
Магнитное поле обозначается силовыми линиями, которые (в отличие
от электрических силовых линий) всегда замкнуты, располагаются не
только снаружи, но и внутри источника и направлены в ту сторону,
куда поворачивается северный конец магнитной стрелки компаса
Примечание: электрические и магнитные поля распространяются
во взаимно-перпендикулярных плоскостях

5.

Магнитное поле

6.

Характеристики магнитного
поля
Магнитная индукция В - характеризует энергию магнитного поля в какойлибо точке. Чем гуще силовые линии тем больше магнитная индукция.
Магнитный поток Ф - характеризует общую энергию магнитного поля, т.е
общее число силовых линий проходящих через какую либо площадь S.
Ф = В* S; В = Ф/ S.
Магнитная проницаемость µ, характеризует магнитные свойства данного
материала или среды в сравнении с магнитными свойствами вакуума – пустого
пространства (µ=1), т.е насколько хорошо материал пропускает магнитный
поток и намагничивается. (по сравнению с вакуумом)
В зависимости от значения µ все материалы по магнитным свойствам делятся
на 3 группы:
Ферромагнетики µ » 1 ( >7000 единиц ) - хорошо пропускают магнитный
поток и намагничиваются (железо Fe, кобальт Cо, никель Ni);
Парамагнетики µ ≥ 1 - намагничиваются слабо (алюминий Al, олово Sn и
пр.);
Диамагнетики µ< 1 – не намагничиваются (медь Cu, золото Au и др.);

7.

Природа ферромагнетизма
a - Основная кривая намагничивания
b – Предельная кривая намагничивания
Домены
Петля гистерезиса
В зависимости от ширины петли гистерезиса все
ферромагнетики делятся на 2 группы:
Магнитомягкие - имеют узкую петлю, т.е малый
остаточный магнетизм, т.е. перемагничиваются
легко, поэтому из них делают сердечники
электрических машин (трансформаторов, якорей).
Магнитотвердые (магнитожесткие) - имеют
широкую петлю, большой остаточный магнетизм,
поэтому из них делают постоянные магниты.
Площадь петли гистерезиса пропорциональна
энергии, которую надо затратить на
перемагничивание материала (нагреву
материала)

8.

Магнитная цепь (магнитопровод)

9.

Закон Ома для магнитной цепи
Ф = Fнс / Rмаг
Fнс = I × W
Ф = I × W / Rмаг
Это значит, что магнитное поле. т.е магнитный поток (Ф) можно
усилить тремя способами:
1.Увеличить силу тока
2.Смотать проводник в катушку, т.е. увеличить количество
витков (W)
Вставить в катушку стальной сердечник. Катушка с сердечником
называется электромагнитом

10.

Проводник с током в магнитном
поле
Магнитное поле
между полюсами
магнита
Магнитное
поле вокруг
проводника с
током
Воздействие
магнитного поля
на проводник с
током

11.

Правило Ленца
Прим. Законы природы:
1) на всякое действие образуется противодействие;
2) чем сильнее действие, тем сильнее противодействие;
3) любая система (в том числе человек) ведет себя так, чтобы
нейтрализовать внешнее воздействие;

12.

Самоиндукция
Влияние магнитного поля проводника на свой же проводник
• При размыкании ключа лампа
ярко вспыхивает
• Ток в цепи протекает под
действием ЭДС самоиндукции
• Источником энергии,
выделяющейся при этом в
электрической цепи, является
магнитное поле катушки
В момент размыкания контактов независимо от рода тока, ток резко
уменьшается, что создает большую ЭДС самоиндукции, которая складывается
с ЭДС источника и напряжением цепи и вследствие этого, в сети возникает
скачок напряжения, что может повредить другие потребители и образует
перенапряжение (Uпер) в самом контакте с пробоем воздушного промежутка
и образование электрической дуги
ЭДС самоиндукции пропорциональна скорости изменения силы тока в
электрической цепи

13.

Самоиндукция

14.

Взаимоиндукция
Взаимоиндукция – явление, при котором в проводящем контуре возникает
индукционный ток при изменении силы тока в соседнем контуру

15.

Вихревые токи
Для уменьшения вихревых токов
детали электрических машин и
аппаратов делают шихтованными, то
есть их набирают из отдельных листов
толщиной до 1мм, разделенных
изоляционным лаком. Причем, листы
должны быть уложены по направлению
магнитных силовых линий
Шихтовку проводят из листов
электротехнической стали,
электрическое сопротивление которой в
1,5 раза выше, чем у обычной стали