Многие современные электротехнические устройства (электрические машины, трансформаторы, электромагнитные аппараты и др.) устроены так, что магнитный поток, создаваемый внешними токами, замыкается по учас-ткам, выполненным из ферромагнитных материалов: стали, железа, кобальта, никеля и их сплавов. Сочетание тел и сред, по которым замыкается магнитный поток, называют магнитной цепью. Магнитные цепи конструктивно выполняются неразветвленными, разветвленными, однородными, неоднородными.
Необходимо знать, что расчет магнитных цепей основан на применении двух зако-нов Кирхгофа, записанных для магнитной цепи.
Прямая задача расчета магнитной цепи - по заданному магнитному потоку и геометрическим размерам определяется намагничивающая сила.
Цепь разбивают на однородные участки, для которых находятся значения магнитной индукции, а по значениям В каждого участка и кривым намагничивания определяется нап-ряженность магнитного поля. А затем составляется уравнение закона полного тока, откуда определяют IW.
Обратная задача расчета магнитной цепи - определение магнитного потока по задан-ной намагничивающей силе и геометрическим размерам.
Для однородной неразветвленной магнитной цепи она решается с использованием выражения, напоминающего закон Ома для электрической цепи, который в магнитных це-пях называют законом Ома для магнитной цепи.
Если цепь неоднородная, то для решения обратной задачи, которая встречается реже, применяется метод последовательных приближений и графо-аналитическое решение.
Следует обратить внимание на методику расчета цепей с постоянным магнитом, гденамагничевающая сила равна нулю а воздушный зазор в цепи создает сильное размагничивающее действие.
Требуется разобраться с методикой расчета магнитных цепей на решен-ных примерах в рекомендуемой литературе [4, §9.1-9.4]; [9, §6.5-6.7].
При изучении данной темы, целесообразно изучить энергию электри-ческого поля и разобраться в энергетическом балансе электростатической системы, а затем перейти к изучению энергии магнитного поля.
Вопросы для самоконтроля:
1. Поясните, что называется магнитной цепью?
2. Поясните, какие цепи являются неразветвленными и какие развет-вленными? Однородными и неоднородными?
3. Объясните, какие задачи ставятся при расчете магнитных цепей?
4. Объясните, какие законы используются для расчета магнитных цепей?
5. Поясните методику расчета однородной неразветвленной магнитной цепи при прямой и обратной задачах?
6. Поясните методику расчета неоднородной неразветвленной магнитной цепи?
7. Объясните, какова методика расчета симметричной инесимметричной разветвленной магнитной цепи?
8. Запишите закон Ома для магнитной цепи.
9. Объясните, какова методика расчета цепей с постоянными магни-тами?
10. Расскажите, какое действие оказывает воздушный зазор между полосами постоянного магнита на магнитную индукцию?
11. Поясните, в чем проявляется энергия электрического поля?
12. Поясните, на что расходуется изменение энергии источника согласно энергетическому балансу электростатической системы?
13. Поясните, как изменится запас энергии в электрическом поле и заряд конденсатора при увеличении расстояния между обкладками конденсатора, подключенного к источнику электрической энергии, в результате действия внешней механической силы?
14. Поясните, как определяется энергия магнитного поля уединенного контуpa или катушки с током? системы магнитосвязанных катушек?
15. Объясните, почему энергию магнитного поля уединенного контура с током нельзя определить произведением конечных значений потокосцепления и тока?
16. Поясните , как определяется энергия магнитного поля ?
17. Объясните за счёт чего совершается механическая работа, связанная с перемещением якоря электромагнита?