СИЛИ, ЩО ДІЮТЬ У ВИТКУ, КОТУШЦІ Й МІЖ КОТУШКАМИ
а) Розрахунок Е.Д.З. у витку. Розглянемо розрахунок сили в круговому витку (рис. 7). ІндуктивністьL такого витка з точністю до 1% (за умови, що r/R<0,25) виражається формулою
Оскільки відома аналітична залежність індуктивності від розмірів витка, при визначенні Е.Д.З. доцільно скористатися енергетичним методом. Сила, що діє у витку, направлена по радіусу; із зростанням радіусу зростає індуктивність, а отже, електромагнітна енергія провідника . Ця сила F дорівнює:
З рівняння одержимо:
Сила FR прикладена до кола завдовжки 2pR. При розрахунку електродинамічної стійкості необхідно знати силу Fq, що розриває виток.
|
|
Для визначення Fq розглянемо рівняння рівноваги напіввитка. Очевидно, що
де fR -сила, що діє на одиницю довжини, дорівнює FR/2pR
Після інтегрування одержимо:
 |
Якщо круговий виток знаходиться в рівномірному магнітному полі, що створюється іншими провідниками, то, окрім внутрішніх сил, виникає додаткова сила в результаті взаємодії струму витка із зовнішнім полем.
б) Електродинамічні сили в циліндровій котушці направлені так, щоб зростало її потокозчеплення. Тому при проходженні струму в обмотці виникають сили, які прагнуть стиснути обмотку по висоті в товщині і збільшити середній діаметр.
Для розрахунку сил, що діють у різних точках котушки, визначають індукцію в цих точках і силу розраховують за допомогою рівняння .
в) Сила взаємодії між витками і котушками. Розглянемо силу взаємодії двох кругових витків (рис. 8). Якщо відстань між витками сумірна з їх діаметрами і останні мало відрізняються один від одного, то взаємна індуктивність, М, може бути виражена простою формулою
 |
 |
Розглянемо силу, що діє на контур із струмом i2
Вертикальна складова сили така
 |
Горизонтальна складова дорівнює:
 |
У рівняннях треба враховувати напрями струмів i1 і i2.
Перший доданок – сила, що виникає в контурі за рахунок струму i2, друге – в результаті дії витка із струмом i1. Залежності сил Fh і FR2 від відстані h показані на рис. 9.
|
