Общие сведения об электромагнитных устройствах и принцип их работы

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