ЗАДАНИЕ ДЛЯ расчета магнитной цепи постоянного тока

Сколько витков надо намотать на сердечник (рис..1) для получения магнитного потока Ф при токе обмотки I? Верхняя и нижняя часть сердечника выполнены из материала согласно задания. Толщина сердечника равна 10 см. Составить эквивалентную электрическую схему рассматриваемой магнитной цепи. Исходные данные приведены в таблице по вариантам

Исходные данные к самостоятельной работе№11

Вари-ант	Ф, Вб х10^-4	I, А	, мм	, см	Материал	Рис. 1. Сердечник магнитной цепи   Рис..2. Кривые намагничивания стали B(H): 1 – литая сталь; листовые электротехнические стали; 2 – 1512 (горячекатаная); 3 – 3411(холоднокатаная); 4 – 1212 (горячекатаная); 5 – 1410 (горячекатаная)
Верхняя часть сердечника,	Нижняя часть сердечника,
	0,18
	0,12
	0,22
	0,24
	0,36
	0,42		2,5
	0,30		2,5
	0,42		2,5
	0,18		2,5
	0,26
	0,16
	0,42
	0,38
	0,22		2,5
	0,10		2,5
	0,42		2,5
	0,40		2,5
	0,38		2,5
	0,14
	0,28
	0,26
	0,32
	0,30		2,5
	0,18		2,5
	0,24		2,5
	0,50		2,5
	0,45
	0,36		2,5
	0,25
	0,15		2,5

Самостоятельная работа №12 (2 часа)

Раздел 2. Магнитное поле. Электромагнетизм

Тема 2.3. Электромагнитная индукция

Электромагнитная индукция. Решение задач.

Цель работы: научиться применять закон электромагнитной индукции для решения задач

Форма отчетности: выполнение решения задач в письменном виде

Критерии оценки: «3» правильное использование законов электротехники с возможными недочетами в вычислениях, «4» -правильное решение задач варианта «5» - решение дополнительных задач. Курсант должен уметь устно объяснить ход решения задач

Теория

Явление	Формула для определения ЭДС	Правило определения направления ЭДС
Электромагнитная индукция- явление возникновения ЭДС в проводнике или контуре под действием магнитного поля	для проводника e = ΔΦ / Δt е - ЭДС индукции ΔΦ / Δt - скорость изменения магнитного потока	Правило правой руки:Правую руку расположить так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, большой палец, отогнутый на 90º, показывал направление движения проводника, тогда четыре пальца покажут направление действия ЭДС
для контура e = ΔΦ / Δt	Правило Ленца: Направление ЭДС индукции в контуре всегда таково, что вызванный ею индукционный ток своим магнитным полем препятствует появлению этой ЭДС и этого тока
Самоиндукция-явление возникновения ЭДС в катушке или контуре при изменении тока в них	eL = -LΔi / Δt е - ЭДС индукции L - индуктивность катушки, контура, Δi / Δt - скорость изменения силы тока
Взаимоиндукция – явление возникновения ЭДС в катушке или контуре при изменении тока в соседних катушках или контурах, расположенных рядом	eM2 = -MΔi1 / Δt М=КÖL1L2 - взаимная индуктивность катушек, контуров, К - коэффициент связи

При приближении магнита, увеличении тока, замыкании цепи: ;

Магнитный поток Ф­ Þ DF>0. Чтобы компенсировать увеличение внешнего поля, необходимо магнитное поле, направленное в сторону, противоположную внешнему полю: , где - т.н. индукционное магнитное поле.

При удалении магнита, уменьшении тока, размыкании цепи: .

Магнитный поток Ф¯ Þ DF<0. Чтобы компенсировать это изменение (уменьшение), необходимо магнитное поле, сонаправленное с внешним полем: .

Если контур (например, катушка) состоит из n витков, то

Энергию магнитного поля в катушке индуктивности можно найти по формуле:

Алгоритм решения задач:

1 Установить причины изменения магнитного потока, связанного с контуром, и определить, какая из величин В (магнитная индукция), S(площадь контура) или α(угол между вектором В и нормалью к поверхности), изменяется с течением времени. Записать закон электромагнитной индукции Фарадея для одного витка или для нескольких витков .
2. При поступательном движении прямого проводника э.д.с. индукции определяют по формуле ,

3. Для моментов времени t ₁ и t ₂ определяют потоки Ф ₁ и Ф ₂, связанные с данным контуром. Изменение магнитного потока за время Δ t = t ₂ − t ₁ в зависимости от условия задачи, будет равно
если изменяется магнитная индукция поля, в котором находится контур, или
если изменяется положение рамки в поле, или,
где ΔS — площадь, описанная в пространстве движущимся проводником.

Задание

Катушка изготовлена из медной проволоки диаметром 1 мм. Число витков в катушке N Индуктивность катушки L. Радиус витка катушки R.

1. Определить эдс, индуцируемую в катушке, если магнитная индукция внешнего магнитного поля в катушке меняется от значения В₁ до В₂ за время t..

2. Какое значение покажет амперметр, подключенный к выводам катушки? Указать направление индукционного тока. Сопротивлением амперметра пренебречь.

3. Определить энергию магнитного поля, создаваемого катушкой

Дата добавления: 2015-12-08