Основные законы магнитной цепи
Задача анализа магнитных цепей сводится к определению их основных параметров: напряженности магнитного поля 
, магнитного потока 
, магнитной индукции 
, тока катушки 
и др. При этом используют понятия закона полного тока, магнитодвижущей силы, магнитного напряжения 
и магнитного сопротивления 
.
Закон полного тока. Этот закон устанавливает взаимосвязь между напряженностью магнитного ноля и создающими его токами.
Формулировка закона. Линейный интеграл напряженности магнитного ноля вдоль замкнутого контура равен алгебраической сумме токов (полному току) проводников, которые пересекают поверхность, ограниченную этим контуром
Намагничивающая или магнитодвижущая сила (МДС)
МДС возбуждает магнитный поток в магнитной цепи подобно тому, как ЭДС возбуждает ток в электрической цепи.
Как и ЭДС, МДС является величиной направленной. Положительное направление МДС принимают совпадающим с поступательным движением правоходового винта, если вращать его по направлению тока. Основной единицей МДС в системе СИ является ампер (А).
При определении полного тока в уравнение закона полного тока со знаком «+» следует включать те токи, направление которых соответствует обходу контура по направлению движения часовой стрелки (правило буравчика).
В простейшем случае применения этого закона рассчитаем напряженность 
магнитного поля прямолинейного длинного проводника на расстоянии 
от его оси (рис. 4.3).
Магнитное поле вокруг проводника возбуждается МДС 
Для прямолинейного проводника оно имеет вид концентрических окружностей. Направление магнитного поля тока определяется с помощью правила буравчика: если ввинчивать буравчик в провод по направлению тока, то направление вращения рукоятки буравчика будет совпадать с направлением магнитного поля, возбуждаемого этим током.
В качестве контура выберем окружность радиусом , совпадающую с силовой линией поля. В любой точке этой окружности длина вектора напряженности и его проекция на касательную равны между собой: 
во всех точках контура одинакова и 
. Отсюда 
Второй простой случай применения закона полного тока — это расчет напряженности магнитного ноля внутри цилиндрической катушки (соленоида), состоящей из большого числа намотанных вплотную друг к другу витков проводника.
Магнитные линии соленоида имеют вид концентрических окружностей и сосредоточены внутри соленоида (рис. 4.4). Направление ноля определяется по правилу правой руки: если обхватить соленоид ладонью правой руки так, чтобы четыре пальца были направлены вдоль тока в витках, то отставленный большой палец покажет направление линий магнитного ноля внутри соленоида.
При симметричном расположении витков обмотки напряженность магнитного поля во всех равноудаленных от центра соленоида точках будет одинакова. Рассмотрим контур, совпадающий с осью симметрии соленоида. Поверхность, ограниченную таким контуром пересекает полный ток 
, где 
— число витков соленоида. МДС вдоль этого контура 
.
Применив закон полного тока, получим 
.
Закон Ома для участка магнитной цени. Падение магнитного напряжения на участке магнитопровода длиной 
равно произведению магнитного потока 
и полного магнитного сопротивления участка 
:
Магнитное сопротивление участка цепи длиной с постоянной площадью поперечного сечения 
:
где 
— абсолютная магнитная проницаемость участка цепи.
Следует заметить, что в силу нелинейности свойств ферромагнитных материалов величина непостоянна и зависит от степени насыщения сердечника, т.е. от величины индукции . Поэтому закон Ома в большинстве случаев не применяется для расчета магнитных цепей.
Первый закон Кирхгофа для разветвленных магнитных цепей. Алгебраическая сумма магнитных потоков в участках цепи, сходящихся в узле, равна нулю:
Магнитный поток считается положительным, если линии индукции подходят к узлу. Если они выходят из узла, то поток считается отрицательным.
Второй закон Кирхгофа. В любом замкнутом контуре, произвольно выбранном в разветвленной магнитной цепи, алгебраическая сумма МДС, действующих в контуре, равна алгебраической сумме падений магнитного напряжения вдоль этого контура:
Между основными величинами и законами, соответствующими электрическим и магнитным цепям, может быть проведена формальная аналогия (табл. 4.1).
Эта теория взята со страницы помощи с заданиями по электротехнике:
Возможно эти страницы вам будут полезны:
| Магнитные цепи: основные определения |
| Магнитные свойства ферромагнитных материалов |
| Расчет магнитной цепи |
| Расчет однородной магнитной цени |
