Основные понятия и законы для магнитных цепей

Для описания магнитных цепей используются следующие параметры:

• магнитная индукция для участка цепи.

где Ф — магнитный поток, Вб; S — поперечное сечение участка, м²;

• магнитодвижущая сила цепи (МДС). Особо отметим, что эта величина, как и магнитное напряжение, измеряется в амперах:

где w — число витков катушки; I — ее ток, А;

• магнитное напряжение для участка цепи.

где Н — напряженность магнитного поля:

• R_m — магнитное сопротивление участка:

где I — средняя длина магнитного участка, м; • магнитная проводимость.

Первый закон Кирхгофа для магнитной цепи. Сумма магнитных потоков, сходящихся в узле магнитной цепи, равна нулю:

Второй закон Кирхгофа для магнитной цепи. Сумма МДС магнитного контура равна сумме падений магнитных напряжений:

Магнитный поток для ферромагнитного участка цепи длиной I, сечением S, магнитной проницаемостью р_г рассчитывается по формулам.

Переменный магнитный поток, возбуждаемый в магнитопроводе катушкой с числом витков w, к которой приложено напряжение и (t), равен

т.е. закон изменения магнитного потока полностью определяется напряжением на обмотке и не зависит от параметров магнитной цепи.

Если постоянная составляющая потока в магнитопроводе отсутствует, то Ф₀ = 0.

Поскольку Это означает, что уравнения электрических цепей переменного тока, содержащие обмотку с магнитопроводом, нелинейны. Следовательно, при синусоидальном напряжении на обмотке ее ток оказывается несинусоидальным.

Энергия магнитного поля, сосредоточенного в объеме V постоянного магнита:

Магнитные потери, связанные с перемагничиванием магнитопроводов в объеме V:

где W_M — потери энергии в единице объема, Дж/м³;/— частота перемагничивания магнитопровода, Гц.

Энергия электромагнитного поля системы контуров или катушек, по которым протекают токи i_k:

где — потокосцепление к-го контура или катушки.

Энергия электромагнитного поля двух контуров или катушек:

где Ij и 1₂ — индуктивности контуров или катушек, Гн; М — взаимная индуктивность между первым и вторым контурами или катушкой, Гн.

Знак «плюс» соответствует согласному включению контуров (катушек), знак «минус» — встречному.