Закони Кірхгофа. Електричні кола постійного струму. Магнітні кола, страница 7

Багатозначні залежності В (H) (рис. 8.8) дуже складні, тому при практичних розрахунках ідуть на спрощення і користуються основною кривою намагнічування. Це та лінія, яка показана на рис. 8.8 пунктиром і проходить по вершинах петель гістерезису. Основні криві намагнічування наводяться в довідковій літературі в табличній або графічній формах для всіх феромагнітних мате­ріалів, які використовуються практично. На рис. 8.10 наведені основні криві намагнічування для вказаних там же матеріалів.

Помітний перегин основних кривих намагнічування для маг­нітних сталей виникає при значеннях магнітної індукції В_S = (1,2...1,7) Тл, що називається індукцією насичення. Подальше збільшення магнітної індукції потребує суттєвого підвищення напруженості магнітного поля, а фактично - магніторушійної сили обмотки, яка збуджує це поле, що випливає із (8.6)-(8.8). Тому такий рівень магнітних полів (1,2...1,7) Тл вважається загаль­ноприйнятим для більшості електротехнічних пристроїв з феро­магнітним магнітопроводом.

Рис. 8.10

9. Загальне уявлення про магнітні кола

Сукупність елементів, що збуджують і проводять магнітне поле, можна розглядати як магнітне коло, якщо контури зами­кання силових ліній поля очевидні і це поле сконцентроване в межах локальних областей простору (див. рис. 8.3 і 8.7), які явно виділяються. Для опису процесів у магнітних колах базовими величинами є магнітний потік Ф (8.3), магніторушійна сила (MPC) F (8.4) і магнітна напруга U_M (8.9).

Магнітне коло робить таким феромагнітний магнітопровід. Покажемо його роль на прикладі дроселя - котушки зі сталевим осердям.

За вихідний варіант візьмемо конструкцію із замкненим осердям прямокутної форми (див. рис. 8.3). Тут структура силових ліній досить суворо орга­нізована і цілком передбачена, що і є необхідною ознакою маг­нітного кола.

Рис. 8.11

Якщо ж у цьому осерді зро­бити невеликий проміжок, то виникає деяке розсіяння частини силових ліній в оточуючому просторі, що показано на рис. 8.11. Переважна частина магнітного поля все ще зосеред­жена в об'ємі осердя, тому цей варіант також можна розгля­дати як магнітне коло.

Якщо вилучити значну час­тину осердя (рис. 8.12), то в цьому місці структура магнітного поля становиться ще менш організо­ваною і її передбачити вельми важко (картини полів на рис. 8.3, 8.11 і 8.12 та далі отримані досить складним спеціальним методом розрахунку). Для розрахунку такої структури вже недостатньо понять магнітного кола і відповідних величин Ф, F та U_M.

Рис. 8.12

Ще менше передбачувані структури магнітних полів (йдеться про точність, необхідну для розрахунку електротехнічних при­строїв) для варіантів за наявності осердя тільки всередині котушки (рис. 8.13) і за його повної відсутності (рис. 8.14).

Рис. 8.13

Рис. 8.14

Зауважимо, що на рисунках між парами сусідніх силових ліній проходить у будь-якому місці уздовж них один і той же магнітний потік, але, природно, для кожного рисунка він має своє значення. Тому в місцях розрідження силових ліній магнітна індукція буде меншою, ніж у місцях їхнього згущення у відповідній пропорції.

Таблиця 8.1

Варіант магнітного поля	Магнітна індукція, Тл
	В1	В2
Рис. 8.3	1,659	1,931
Рис. 8.11	1,542	1,412
Рис. 8.12	0,429	-,095
Рис. 8.13	0,202	0,031
Рис. 8.14	0,058	0,019

Тому за картинами силових ліній можна судити про розподіл маг­нітної індукції в кожному із розглянутих варіантів магнітних полів. Більш конкретне уявлення про ефективність феромагнітного магнітопроводу дають дані, подані в табл. 8.1.

Тут даються по два значення магнітної індукції в місцях, які у всіх випадках у просторі зафіксо­вані однаково, і ці місця вибрані за рис. 8.11: В₁ - середнє значення магнітної індукції в осерді всередині котушки на лінії, що перпен­дикулярна його осі і знаходиться на середньому рівні за висотою котушки; В₂ - середнє значення магнітної індукції в проміжку. Для певності вкажемо деякі параметри магнітного кола на рис. 8.11: MPC котушки дорівнює 3000 А, довжина середньої лінії осердя - 168 мм, проміжок - 1,5 мм. Конструктивні відмінності інших варі­антів, що подані на рис. 8.3, 8.12-8.14, від рис. 8.11 очевидні, як очевидні і супутні зміни магнітного поля в табл. 8.1.