Электромагнетизм. Тема 2. Закон полного тока. Электромагнитная сила

1. ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ

2. 2. Закон полного тока. Электромагнитная сила.

3.

Закон полного тока устанавливает связь
между напряженностью магнитного
поля и намагничивающим током.
Если напряженность магнитного поля,
создаваемого катушкой с током I и
числом витков w для участков
магнитной цепи l1, l2, l3 равна
соответственно Н1, Н2, Н3, то закон
полного тока принимает вид:
Iw H 1l1 H 2 l 2 H 3l3

4.

В общем случае закон полного тока
можно сформулировать так:
В замкнутом контуре магнитной цепи
алгебраическая сумма
магнитодвижущих сил равна сумме
падений магнитных напряжений
Iw Hl

5.

• Закон полного тока для магнитных
цепей аналогичен второму закону
Кирхгофа для электрических цепей.
• Также можно провести аналогию
между самими цепями:
электрической и магнитной. Это
позволяет изображать магнитные цепи
в виде эквивалентных схем
замещения и упростить порядок их
расчета.

6.

Пусть дана магнитная цепь электрического
двигателя постоянного тока.

7.

На полюсах статора располагаются
катушки с числом витков w.
При протекании по ним тока I
создается намагничивающая
(магнитодвижущая) сила, которая
создает магнитный поток Ф,
который разделяется на рабочий
поток ФР и потоки рассеяния Фδ1 и
Фδ2.

8.

Рабочий поток ФР стремится
замкнуться по пути наименьшего
сопротивления: статор 3, полюс 1,
полюсный наконечник 2, воздушный
зазор 5, якорь 4, второй воздушный
зазор 5, полюсный наконечник 2 и
полюс 1.

9.

Таким образом, видно, что магнитный
поток, в отличие от электрического
тока, может замыкаться и по воздуху
через рабочий воздушный зазор.

10.

Эквивалентная схема замещения

11.

• Iw – намагничивающая сила катушек
статора;
• Rст, Rя, Rп, Rп.н. – нелинейные
магнитные сопротивления стальных
участков магнитопровода: статора,
якоря, полюса, полюсного
наконечника;
• RВ.Р., Rδ1, Rδ2 – линейные магнитные
сопротивления воздушных участков
магнитопровода: рабочего зазора,
сопротивлений рассеяния.

12. Электромагнитная сила

• Силовое воздействие магнитного поля на
проводники с током широко используется
в электродвигателях и электромагнитных
механизмах.
• Если проводник расположен не
перпендикулярно полю, а под некоторым
углом α к направлению поля, то
электромагнитная сила будет зависеть
еще от синуса угла α, т. е.
F BIl sin

13.

• Направление электромагнитной силы
определяется по правилу левой руки:
Если ладонь левой руки расположена так,
что вектор магнитной индукции входит в
нее, вытянутые четыре пальца совпадают
с направлением тока, то отогнутый под
прямым углом большой палец левой руки
указывает направление электромагнитной
силы.

14. Правило левой руки

15.

• Если прямолинейный провод длиной l
с током I расположен в однородном
магнитном поле в плоскости,
перпендикулярной полю, и он под
действием электромагнитной силы
переместится параллельно самому
себе в указанной плоскости на
расстояние b, то он
«пересечет» магнитный поток.

16.

17.

При этом электромагнитной силой будет
совершена механическая работа:
A Fb IBlb IФ
Таким образом, механическая работа,
совершенная за счет энергии источника
питания силами взаимодействия поля и тока
при перемещении провода, равна
произведению тока и магнитного потока,
пересеченного проводом.

18. Домашнее задание

• Евдокимов Ф.Е. Теоретические
основы электротехники.
Гл. 8, § 8.1,8.8, с. 137-139,162-165.
• Немцов М.В., Немцова М.Л.
Электротехника и электроника.
Гл. 3, § 3.3,3.6, с. 62-65, 71-73.