Какое из свойств не относится к свойствам магнитного сопротивления участка магнитной цепи
Ответы на модуль 9 (АНАЛИЗ И РАСЧЕТ МАГНИТНЫХ ЦЕПЕЙ) по предмету электротехника, электроника и схемотехника.
1) Трансформатором называется статическое электромагнитное устройство, предназначенное для преобразования: электрической энергии переменного тока одного напряжения в электрическую энергию переменного тока другого напряжения той же частоты.
2) МДС при разбиении магнитной цепи на однородные участки, для которых напряженность H=const, а контур интегрирования выбирается вдоль магнитных линий, определяется следующим соотношением: произведение числа витков катушки индуктивности на протекающий по ней ток.
3) У каких магнитных веществ относительная магнитная проницаемость µ немного больше 1: парамагнитных.
4) Выделите один из общепринятых в теории видов магнитных цепей: неразветвленные.
5) В каждый момент времени отношение первичной ЭДС ко вторичной ЭДС, индуцированных изменяющимся магнитным потоком Ф: прямо пропорционально отношению количества витков первичной к количеству витков вторичной обмоток.
6) Закон полного тока в магнитных цепях определяет следующую количественную связь: линейный интеграл от вектора напряженности магнитного поля Н вдоль любого произвольного контура равен алгебраической сумме токов, охваченных этим контуром.
7) Какое значение относительной магнитной проницаемости µ имеют магнитные вещества, относящиеся к группе диамагнитов? немного меньше 1.
8) Каких групп веществ по магнитным свойствам не существует? метамагнитных.
9) Какие вещества способны к намагничиванию и создают малое магнитное сопротивление для магнитного потока? ферромагнитные.
10) Второй закон Кирхгофа для сложных магнитных цепей, имеющих разветвления и содержащих несколько источников МДС, гласит: алгебраическая сумма падений магнитных напряжений в замкнутом контуре магнитной цепи равна алгебраической сумме МДС.
11) Для последовательной неразветвленной магнитной цепи значение МДС равно: произведению магнитного потока и суммы магнитных сопротивлений на всех участках магнитной цепи.
12) Ферромагнитные материалы не обладают следующим свойством: используются в качестве магнитных изоляторов.
13) Неферромагнитные материалы не обладают следующим свойством: используются в качестве магнитных проводов.
14) Первый закон Кирхгофа для сложных магнитных цепей, имеющих разветвления и содержащих несколько источников МДС, гласит: алгебраическая сумма магнитных потоков в любом узле магнитной цепи равна нулю.
15) Какой из этапов расчета неразветвленной магнитной цепи не относится к этапу прямой задачи: определение величины намагничивающей силы обмотки по заданному значению магнитного потока Ф (или индукции В в заданном сечении): построение магнитной характеристики F=f(Ф) методом последовательных приближений.
16) По закону Ома для магнитной цепи, падение магнитного напряжения UМ: прямо пропорционально значению магнитного потока и магнитному сопротивлению участка магнитной цепи.
17) Какое утверждение не относится к магнитной цепи? относится к классу линейных цепей.
18) Магнитная проводимость участка магнитной цепи: прямо пропорциональна величине магнитного потока.
19) Какое из свойств не относится к свойствам напряженности магнитного поля H? измеряется в теслах (Т).
20) Какие элементы не входят в состав магнитной цепи? электродвижущая сила (ЭДС).
21) КПД трансформатора максимален при условии: постоянные потери трансформатора равны переменным потерям трансформатора, т.е. потери в стали сердечника равны потерям в проводниках обмоток.
22) Одна из основных векторных величин, характеризующих магнитное поле, — магнитная индукция В, равна: произведению напряженности магнитного поля Н и относительной магнитной проницаемости µ.
23) Трансформатор не может выполнять следующую функцию: изменения частоты входного напряжения.
24) КПД трансформатора определяется как: отношение выходной мощности к входной мощности.
25) Одна из основных векторных величин, характеризующих магнитное поле, – напряженность магнитного поля H, равна: отношению магнитной индукции B к произведению относительной магнитной проницаемости µ и постоянной µ0, характеризующей магнитные свойства вакуума.
26) Какое из свойств не относится к свойствам магнитного сопротивления участка магнитной цепи? обратно пропорционально величине магнитного потока.
Loading …
10.05.2016, 16:08
#9
Новичок
Регистрация: 22.07.2015
Адрес: Санкт-Петербург
Сообщений: 8
Сказал спасибо: 5
Поблагодарили 5 раз(а) в 3 сообщениях
Модуль 2. Исправленные вопросы/ответы
В цепи синусоидального тока с конденсатором С происходит:
обратимый процесс обмена энергией между электрическим полем конденсатора и источником
Добавлено через 10 минут
Деление комплексных чисел может выполняться:
как в алгебраической, так и в показательной формах
Добавлено через 15 минут
При последовательном соединении элементов R, L и C при отрицательных значениях реактивного сопротивления и угла сдвига фаз электрическая цепь в целом носит следующий характер:
активно-емкостный
Добавлено через 1 час 12 минут
Модуль 3.
В режиме резонанса напряжений:
индуктивное сопротивление равно емкостному сопротивлению
Добавлено через 4 часа 31 минуту
Модуль 8.
Аппроксимация ВАХ нелинейных элементов является аппроксимацией сплайнами в случае, если:
отдельные участки ВАХ аппроксимируются отрезками квадратичной или кубической параболы
Добавлено через 5 часов 6 минут
Модуль 9.
Какое из свойств не относится к свойствам магнитного сопротивления участка магнитной цепи?
прямо пропорционально площади поперечного сечения
Добавлено через 8 часов 28 минут
Модуль 10.
Что происходит с сопротивлением термистора при повышении температуры?
уменьшается
Добавлено через 22 часа 5 минут
МОДУЛЬ 14
Вопрос 1
В режиме насыщения электронного ключа:
сопротивление постоянному току очень мало, через нагрузку протекает максимальный ток
Вопрос 2
Транзисторный ключ с форсирующим конденсатором обеспечивает:
увеличение базового тока включения и переход транзистора в режим насыщения с малым коэффициентом насыщения
Вопрос 3
Дифференциальным входным сигналом операционного усилителя называют
разницу между напряжениями на неинвертируемом и инвертируемом входах
Вопрос 4
Идеальный операционный усилитель имеет следующие параметры:
входное сопротивление стремится к бесконечности, а выходное сопротивление и входной ток равны нулю
Вопрос 5
К статическим характеристикам ОУ не относится:
максимальная скорость нарастания выходного напряжения
Вопрос 6
Что из нижеперечисленного не относится к преимуществам комплементарного МДП-транзистора по сравнению с другими типами ключей?
имеет постоянное остаточное напряжение
Вопрос 7
Отличительной особенностью фотосимисторов по сравнению с симисторами является
гальваническая развязка цепи управления от силовой цепи
Вопрос 8
Симистор – полупроводниковый прибор, состоящий из
пяти слоев полупроводников с различным типом проводимости с управляющим электродом
Вопрос 9
Что из нижеперечисленного не относится к основным требованиям, предъявляемым к силовым приборам?
низкий коммутируемый ток и низкое рабочее напряжение
Вопрос 10
Какой из групп операционных усилителей не существует?
согласующие
Вопрос 11
Биполярный транзистор с изолированным затвором выполнен как:
сочетание входного униполярного транзистора с изолированным затвором и выходного биполярного n-p-n-транзистора
Вопрос 12
Скорость переключения электронного ключа из одного состояния в другое практически не зависит от:
типа проводимости транзистора
Вопрос 13
Схему замещения динистора можно представить в виде:
двух триодных структур, соединенных между собой
Вопрос 14
Какая из нижеперечисленных особенностей статического индукционного транзистора (СИТ) вызывает затруднения для его применения в качестве ключа?
нормальное открытое состояние при отсутствии управляющего сигнала
Вопрос 15
Переход электронного ключа из режима насыщения в режим отсечки, и наоборот, осуществляется через
активный режим
Вопрос 16
Быстродействие транзисторного ключа наилучшим образом повышается при использовании в качестве элемента с обратной связью:
диода Шотки
Вопрос 17
Какого типа ключей, построенных на МДП-транзисторах, не существует?
прецизионных
Вопрос 18
Тиристор – полупроводниковый прибор, состоящий из
четырехслойной полупроводниковой структуры с управляемым напряжением включения
Вопрос 19
Частотная коррекция усиления операционного усилителя обеспечивает
снижение усиления с ростом частоты
Вопрос 20
Какие операционные усилители отличаются высокой экономичностью?
микромощные
Вопрос 21
В режиме отсечки электронного ключа:
сопротивление постоянному току очень большое, через нагрузку протекает минимальный ток
Вопрос 22
При увеличении тока управления тиристора
напряжение включения снижается
Вопрос 23
Что из нижеперечисленного не относится к основным параметрам динисторов и тиристоров?
допустимый обратный ток
Вопрос 24
Для увеличения скорости нарастания выходного напряжения операционного усилителя необходимо:
увеличить крутизну дифференциального каскада и снизить емкость коррекции
Вопрос 25
Симистор можно заменить
двумя встречно параллельно включенными тиристорами с общим электродом управления
Вопрос 26
Какой из параметров не определяет качество электронного ключа?
ток, протекающий через ключ, в замкнутом состоянии
Вопрос 27
Динистор – полупроводниковый прибор, состоящий из
трех p-n-переходов
Вопрос 28
Какой силовой полупроводниковый прибор используется для коммутации цепей переменного тока и создания реверсивных выпрямителей?
симистор
__________________
исправляю ошибки застройщиков
гена небольшой строительной компании
Последний раз редактировалось semenova; 11.05.2016 в 14:14.
Причина: Добавлено сообщение
Магнитной цепью называется устройство, отдельные участки которого выполнены из ферромагнитных материалов, по которым замыкается магнитный поток. Примерами простейших цепей могут служить магнитопроводы кольцевой катушки и электромагнита, изображенного на рис. 6.11, а. Электрические машины и трансформаторы, электромагнитные аппараты и приборы имеют обычно магнитные цепи более сложной формы.
Рис. 6.11 Магнитные цепи (а — неразветвленная, б — разветвленная)
Если магнитная цепь выполнена из одного и того же материала и имеет по всей длине одинаковое сечение, то цепь называется однородной.
Если же отдельные участки цепи изготовлены из различных ферромагнитных материалов и имеют различные длины и сечения, то цепь — неоднородная.
Магнитные цепи, так же как и электрические, бывают разветвленные (рис. 6.11,6) и неразветвленные (рис. 6.11,а).
В неразветвленных цепях магнитный поток Ф во всех сечениях имеет одно и то же значение.
Разветвленные цепи могут быть симметричными и несимметричными. Цепь, представленная на рис. 6.11,6, считается симметричной, если правая и левая части ее имеют одинаковые размеры, выполнены из одного и того же материала и если МДС I1W1 и I2W2 одинаковы. При невыполнении хотя бы одного из указанных условий цепь будет несимметричной.
Разобьем неразветвленную магнитную цепь, например, на рис 6.11, а на ряд однородных участков, каждый из которых выполнен из определенного материала и имеет одинаковое поперечное сечение S вдоль всей своей длины. Длину каждого участка L будем считать равной длине средней магнитной линии в пределах этого участка. Из сказанного выше следует, что магнитные потоки всех участков неразветвленной цепи равны, т. е.
Ф1=Ф2=Ф3=…=Фn,
и поле на каждом участке можно считать однородным, т. е. Ф= BS; поэтому
B1S1=B2S2=B3S3=…=BnSn
Где n — число участков цепи. Магнитное напряжение на любом из участков магнитной цепи
Где H — Напряженность, (измеряется в ампер на метр А/М).
B — Магнитная индукция (измеряется в теслах Тл).
L — Длинна средне силовой линии проходящей через центр поперечного сечения магнитопровода.
S — площадь поперечного сечения магнитопровода.
— Магнитная постоянная.
μr — Магнитная проницаемость ферромагнетиков.
При заданном направлении тока в обмотке направление потока и МДС IW определяется по правилу буравчика.
Магнитное сопротивление и закон Ома для магнитной цепи.
По аналогии с электрической цепью величину
называют магнитным сопротивлением участка магнитной цепи (измеряется в 1/Гн).
Таким образом, магнитное напряжение
Выражение (3) по аналогии с электрической цепью часто называют законом Ома для магнитной цепи Однако вследствие нелинейности цепи, вызванной непостоянством магнитной проницаемости μr ферромагнетиков, оно практически не применяется для расчета магнитных цепей.
Законы Кирхгофа для магнитной цепи
При расчетах разветвленных магнитных цепей пользуются двумя законами Кирхгофа, аналогичными законам Кирхгофа для электрической цепи.
Первый закон Кирхгофа непосредственно вытекает из непрерывности магнитных линий, т.е. и магнитного потока; алгебраическая сумма магнитных потоков в точке разветвления равна нулю:
Например, для узла а на рис. 6.11,б
— Ф1 — Ф2 + Ф3 = 0
Второй закон Кирхгофа для магнитной цепи основывается на законе полного тока: алгебраическая сумма магнитных напряжений на отдельных участках цепи равна алгебраической сумме МДС:
Например, для левого контура и а рис. 6.11, б
Как следует из закона Ома, для получения наибольшего магнитного потока при наименьшей МДС у магнитной цепи должно быть возможно меньшее магнитное сопротивление. Большая магнитная проницаемость ферромагнитных материалов обеспечивает получение малых магнитных сопротивлений магнитопроводов из этих материалов. Поэтому магнитные цепи электрических машин выполняют преимущественно из ферромагнетиков, а участки цепей из неферромагнитных материалов, то есть неизбежные или необходимые воздушные зазоры, делают, как правило, возможно малыми.
Схема устройства магнитной цепи двухполюсной машины с явно выраженными полюсами показана на рис. 6.12.
Рис. 6.12 Магнитная цепь электрической машины с явно выраженными полюсами
Плоскость 00′, проведенная через середины полюсов N и S и ось машины, делит магнитную цепь на две симметричные части. В каждой из них магнитный поток Ф/2 замыкается через полюсы П, полюсные наконечники ПН, воздушные зазоры, якорь Я и станину машины С. Магнитодвижущая сила создается током в обмотке возбуждения ОВ, расположенной на полюсах N и S. Из северного полюса N магнитные линии выходят и в южный полюс S входят.
Рис, 6.13. Магнитная цепь электрической машины с неявно выраженными полюсами
Схема устройства магнитной цепи двухполюсной машины с неявно выраженными полюсами показана на рис. 6.13. Здесь обмотка возбуждения заложена в пазы ротора Р — вращающейся части машины, укрепленной на валу. Как и в предыдущем случае, плоскость 00′, проведенная через середины полюсов N и S, делит магнитную цепь машины на две симметричные части, в каждой из которых магнитный поток Ф/2. Магнитный поток замыкается через ротор машины, воздушные зазоры и станину машины С, представляющую собой неподвижный наружный стальной цилиндр — статор машины.
При решении электротехнических задач все вещества в магнитном отношении делятся
на две группы:
Для концентрации магнитного поля и придания ему желаемой конфигурации отдельные
части электротехнических устройств выполняются из ферромагнитных материалов.
Эти части называют магнитопроводами или сердечниками. Магнитный
поток создается токами, протекающими по обмоткам электротехнических устройств,
реже – постоянными магнитами. Совокупность устройств, содержащих ферромагнитные
тела и образующих замкнутую цепь, вдоль которой замыкаются линии магнитной индукции,
называют магнитной цепью.
Магнитное поле характеризуется тремя векторными величинами, которые приведены
в табл. 1.
Таблица 1. Векторные величины, характеризующие магнитное поле
Наименование, | Определение |
Вектор магнитной индукции Тл (тесла) | Векторная величина, характеризующая силовое действие магнитного поля на ток по закону Ампера |
Вектор намагниченности А/м | Магнитный момент единицы объема вещества |
Вектор напряженности магнитного поля А/м | , где Гн/м- магнитная постоянная |
Основные скалярные величины, используемые при расчете магнитных цепей, приведены
в табл. 2.
Таблица 2. Основные скалярные величины, характеризующие магнитную цепь
Наименование, | Определение |
Магнитный поток Вб (вебер) | Поток вектора магнитной индукции через поперечное сечениемагнитопровода |
Магнитодвижущая (намагничивающая) сила МДС (НС) A | где -ток в обмотке,-число витков обмотки |
Магнитное напряжение А | Линейный интеграл от напряженности магнитного поля , где и -граничные точки участка магнитной |
Характеристики ферромагнитных материалов
Свойства ферромагнитных материалов характеризуются зависимостью магнитной индукции от напряженности
магнитного поля. При этом различают кривые намагничивания, представляющие
собой однозначные зависимости , и гистерезисные петли
— неоднозначные зависимости (см. рис. 1).
Основные понятия, характеризующие зависимости , приведены в табл. 3.
Таблица 3. Основные понятия, характеризующие зависимости
Понятие | Определение | Магнитный гистерезис | Явление отставания изменения магнитной индукции B от изменения напряженности |
Статическая петля гистерезиса | Зависимость ,получаемая путем ряда повторных Площадь статической петли гистерезиса характеризует собой потери на магнитный |
Начальная кривая намагничивания | Кривая намагничивания предварительно размагниченного ферромагнетика (B=0;H=0) |
Основная кривая намагничивания | Геометрическое место вершин петель магнитного гистерезиса (см. кривую |
Предельная петля гистерезиса (предельный цикл) | Симметричная петля гистерезиса при максимально возможном насыщении |
Коэрцитивная (задерживающая) сила | Напряженность магнитного поля Нс, необходимая для доведения магнитной |
Остаточная индукция | Значение индукции магнитного поля Вr при равной нулю напряженности магнитного |
Магнитомягкие и магнитотвердые материалы
Перемагничивание ферромагнитного материала связано с расходом энергии на этот
процесс. Как уже указывалось, площадь петли гистерезиса характеризует энергию,
выделяемую в единице объема ферромагнетика за один цикл перемагничивания. В
зависимости от величины этих потерь и соответственно формы петли гистерезиса
ферромагнитные материалы подразделяются на магнитомягкие и магнитотвердые. Первые
характеризуются относительно узкой петлей гистерезиса и круто поднимающейся
основной кривой намагничивания; вторые обладают большой площадью гистерезисной
петли и полого поднимающейся основной кривой намагничивания.
Магнитомягкие материалы (электротехнические стали, железоникелевые
сплавы, ферриты) определяют малые потери в сердечнике и применяются в устройствах,
предназначенных для работы при переменных магнитных потоках (трансформаторы,
электродвигатели и др.). Магнитотвердые материалы (углеродистые стали, вольфрамовые
сплавы и др.) используются для изготовления постоянных магнитов.
Статическая и дифференциальная магнитные проницаемости
Статическая магнитная проницаемость (в справочниках начальная и максимальная)
| (1) |
определяется по основной кривой намагничивания и в силу ее нелинейности не
постоянна по величине (см. рис. 2).
Величина определяется тангенсом угла наклона
касательной в начале кривой .
Кроме статической вводится понятие дифференциальной магнитной проницаемости,
устанавлива-ющей связь между бесконечно малыми приращениями индукции и напряженности
| . | (2) |
Кривые и имеют две общие точки: начальную
и точку, соответствующую максимуму (см. рис. 2).
При учете петли гистерезиса статическая магнитная проницаемость, определяемая
согласно (1), теряет смысл. При этом значения определяют по восходящей ветви
петли при и по нисходящей – при .
При переменном магнитном потоке вводится также понятие динамической магнитной
проницаемости, определяемой соотношением, аналогичным (2), по динамической
характеристике.
Основные законы магнитных цепей
В основе расчета магнитных цепей лежат два закона (см. табл. 4).
Таблица 4.. Основные законы магнитной цепи
Наименование | Аналитическое выражение закона, |
Закон (принцип) непрерывности магнитного потока | Поток вектора магнитной индукции через замкнутую поверхность равен нулю |
Закон полного тока | Циркуляция вектора напряженности вдоль произвольного контура равна алгебраической |
При анализе магнитных цепей и, в первую очередь, при их синтезе обычно используют
следующие допущения:
— магнитная напряженность, соответственно магнитная индукция, во всех точках
поперечного сечения магнитопровода одинакова
— потоки рассеяния отсутствуют (магнитный поток через любое сечение неразветвленной
части магнитопровода одинаков);
— сечение воздушного зазора равно сечению прилегающих участков магнитопровода.
Это позволяет использовать при расчетах законы Кирхгофа и Ома для магнитных
цепей (см. табл. 5), вытекающие из законов, сформулированных в табл. 4.
Таблица 5. Законы Кирхгофа и Ома для магнитных цепей
Наименование закона | Аналитическое выражение закона Формулировка закона |
Первый закон Кирхгофа | Алгебраическая сумма магнитных потоков в узле магнитопровода равна нулю |
Второй закон Кирхгофа | Алгебраическая сумма падений магнитного напряжения вдоль замкнутого контура |
Закон Ома | где Падение магнитного напряжения на участке магнитопровода длиной равно произведению магнитного |
Сформулированные законы и понятия магнитных цепей позволяют провести формальную
аналогию между основными величинами и законами, соответствующими электрическим
и магнитным цепям, которую иллюстрирует табл. 6.
Таблица 6. Аналогия величин и законов для электрических и магнитных цепей
Электрическая цепь | Магнитная цепь |
Ток | Поток |
ЭДС | МДС (НС) |
Электрическое сопротивление | Магнитное сопротивление |
Электрическое напряжение | Магнитное напряжение |
Первый закон Кирхгофа: | Первый закон Кирхгофа: |
Второй закон Кирхгофа: | Второй закон Кирхгофа: |
Закон Ома: | Закон Ома: |
Литература
- Основы теории цепей: Учеб. для вузов /Г.В.Зевеке, П.А.Ионкин, А.В.Нетушил,
С.В.Страхов. –5-е изд., перераб. –М.: Энергоатомиздат, 1989. -528с. - Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники: Электрические
цепи. Учеб. для студентов электротехнических, энергетических и приборостроительных
специальностей вузов. –7-е изд., перераб. и доп. –М.: Высш. шк., 1978. –528с. - Теоретические основы электротехники. Учеб. для вузов. В трех т. Под
общ. ред. К.М.Поливанова. Т.2. Жуховицкий Б.Я., Негневицкий И.Б. Линейные
электрические цепи (продолжение). Нелинейные цепи. –М.:Энергия- 1972. –200с.
Контрольные вопросы и задачи
- Какие векторные величины характеризуют магнитное поле?
- Какие основные понятия связаны с петлей гистерезиса?
- Что характеризует площадь гистерезисной петли?
- Какие ферромагнитные материалы и почему используются для изготовления сердечников
для машин переменного тока? - Назовите основные законы магнитного поля?
- В чем заключаются основные допущения, принимаемые при расчете магнитных
цепей? - Проведите аналогию между электрическими и магнитными цепями?
- Магнитная индукция в сердечнике при напряженности Н=200 А/м составляет В=1,0
Тл. Определить относительную магнитную проницаемость. - Определить магнитное сопротивление участка цепи длиной и сечением , если .
- В условиях предыдущей задачи определить падение магнитного напряжения на
участке, если индукция В=0,8 Тл.
Ответ: .
Ответ: .
Ответ: .