Основные физические величины, используемые при чтении курса

Длина l [м]

Линейная скорость v [м/с]

Угловая скорость [1/с]

Угловое ускорение [1/с²]

Масса m [кг]

Сила f [Н]

Момент М [Нм]

Момент инерции J [кг м²]

Мощность Р=UI=M [ВТ]

Основные электрические и магнитные величины

Электрические величины:

1) Напряжение U [В]

2) Ток I [A]

3) Сопротивление R[Ом]

На рисунке показаны возможные линейные и нелинейные связи между током и напряжением

Магнитные величины:

1) Магнитный поток (Ф)-общее кол-во магнитных силовых линий, проходящих через данное сечение Ф [Тл* ]

2) Индукция магнитного поля (В) – магнитный поток через единицу площади B [Тл]

3) Магнитно-движущая сила (сумма произведений всех i-х токов на число витков i-х обмоток, намотанных на данный сердечник) МДС= [A]

4) Напряженность магнитного поля (Н) – это МДС, отнесенная к средней длине магнитной силовой линии (векторная величина). H= .

Два базовых соостношения

1. ЭДС e на концах проводника длиной l , движущегося со скоростью v перпендикулярно магнитным силовым линиям поля с величиной магнитной индукции B определяется как:

e=lvB=lvФ/s, где s – площадь, которую пронизывает магнитный поток Ф

2. Сила f, действующая на проводник с током I и длиной l, находящийся в магнитном поле с величиной индукции B, определяется как:

f=liB=liФ/s, где s – площадь, которую пронизывает магнитный поток Ф

Связь между электрическими и магнитными величинами.

1. Закон электромагнитной индукции, связывающий ЭДС на концах обмотки с числом витков W, со скоростью изменения магнитного потока Ф:: ,

2. Связь между напряженностью магнитного поля H и токами, протекающими через обмотки, задается самим определением величины напряженности магнитного поля.

Характеристики магнитной проницаемости для различных материалов

Магнитная проницаемость аналогична понятию электрического сопротивления и может быть определена как:

Все материалы могут быть разделены на три группы в соответствии с величиной их магнитной проницаемости:

Диа µ<1 (большинство металлов и неметаллов)

Пара магнетики µ~1 (редкоземельные металлы)

Ферро µ»1 (железо, никель, кобальт и их сплавы)

Для сердечников и магнитопроводов электрических машин используются ферромагнетики. Их свойства достаточно полно характеризуются петлей гистерезиса.

Петля гистерезиса:

ППГ(прямоугольная петля гистерезиса) УПГ (узкая петля гистерезиса )

Материалы с ППГ используются широко в конструкциях запоминающих устройств (магнитные ленты, жесткие диски и т.п.). Материалы с узкой петлей (обычно это малоуглеродистая сталь) используют в конструкциях электрических машин (сердечники трансформаторов, статоры, роторы). Чем уже петля, тем меньше потери на перемагничивание.

Лекция 2

Электрические машины

Их основу составляют электрические двигатели и электрические генераторы

Электрические двигатели

Генераторы