ЕЛЕКТРОДИНАМІЧНІ ЗУСИЛЛЯ ЗА НАЯВНОСТІ ФЕРОМАГНІТНИХ ЧАСТИН

Розглянемо провідник зі струмом поблизу феромагнітної стінки з нескінченною магнітною проникністю. При наближенні провідника до стінки магнітна провідність, а отже, і потік збільшуються, оскільки скорочується шлях потоку по повітрю. На провідник діє сила, що притягає його до стінки:

Рис. 11 – Електродинамічні зусилля між провідниками і феромагнітною стінкою.
Рис. 12 – Електродинамічні зусилля, що діють на дугу в стальній решітці.

 

Магнітне поле не зміниться, якщо феромагнітну стінку відкинути, а замість неї симетрично розташувати другий провідник зі струмом (рис. 11). Довжина магнітної лінії зросте в 2 рази і сила, що намагнічує, також зросте в 2 рази .

У дугогасних камерах апаратів низької і високої напруги застосовують решітки з набору феромагнітних пластин з пазом.

Електрична дуга, що виникає між контактами апарата, є своєрідним провідником із струмом. Взаємодія цього провідника з решітками створює електромагнітну силу, рушійну дугу.

Розглянемо силу, що діє на провідник (дугу), симетрично розташований у пазу клиновидного перерізу (рис. 12). Дуга знаходиться ліворуч координати x + dx/2. При розрахунку нехтуємо магнітним опором сталі й потоками розсіяння, що виходять з торця решітки.

Сила, що діє на провідник (дугу), дорівнює:

 
 


Визначимо елементарний потік dФ, пов'язаний з провідником, що знаходиться на відстані х від гирла решітки:

 
 


де dG – магнітна провідність проміжку завдовжки dx і з перетином l dx;

l – активна довжина решітки.

Одержимо:

 
 


 

де dx = dx (h-x)/h зазор, відповідний координаті х.

При зростанні x величина сили зростає, а при x=h сила досягає нескінченно великого значення.

Насправді зі зменшенням dx зростатиме падіння магнітного потенціалу в сталі.

Рівнянням можна користуватися тільки тоді, коли падіння магнітного потенціалу в сталі невелике (не більше 10% загальної магніторушійної сили).

Сила, що діє на дугу, може значно спотворюватися її формою. Після розходження контактів дуга має форму частини кола. Це, звичайно, призводить до того, що спочатку в решітку входить середня частина дуги, а потім крайні її частини. Тому проведений розрахунок має орієнтовний характер.