Определение частоты следования импульсов

Глава № 15

1. Определить частоту следования импульсов. Если известно разрядное напряжение = 50 В ,начальное напряжение = 60 В, зарядное напряжение = 90 В, допустимый ток выпрямителя 25 А. Расстояние между обкладками конденсатора 3 мм, длина 30 мм, ширина 20 мм.

Решение:

;

;

;                ;

где: U_зар - зарядное напряжение, В;

I_доп  - допустимый ток выпрямителя, А;

R_зар  - зарядное сопротивление, Ом;

С - ёмкость конденсатора, Ф;

U₀  - начальное напряжение, В;

d - расстояние между обкладками конденсатора, мм;

 мм²

 Ф

 Ом

 Гн = 22 МГц

2. С какой частотой происходит переключение конденсатора? Конденсатор емкостью С = 10 мкФ периодически заряжается от батареи с ЭДС Е = 120 В и разряжается через соленоид длиной l = 10 см. Соленоид имеет N = 200 витков. Среднее значение напряженности магнитного поля внутри соленоида H = 200 А/м.

3. Определить электромагнитную мощность P_эм, передаваемую от статора к жидкому металлу, в магнито-импульсной установке обработки металлов. Если известны: радиус полого ротора R = 0,6 м, толщина слоя металла в радиальном направлении 0,2 м, длина внутренней полости трубы, заполненной жидким металлом в осевом направлении 0,9 м, полюсное деление 3, число фаз 3, частота 50 Гц, число витков обмотки статора 20, обмоточный коэффициент 0,95, скорость ротора 2340 об/мин.

4. Определить время деформации заготовки τ_деф и энергию используемую на нагрев W_н материала заготовки (трубчатая алюминиевая) при магнитоимпульсной обработке. Толщина стенки заготовки 0,3 см. Плотность материала γ = 7,8 г/ см². Давление на заготовку 0,04 кг/ см², ξ = 200 см.

5. Определить время деформации заготовки и электромагнитную энергию W_н , используемую на нагрев материала заготовки. Если перемещение стенки трубчатой заготовки в направлении обжатия , удельное сопротивление заготовки, железо, , плотность железо , толщина стенки заготовки , ее поперечное сечение S = 0,3м², индукция магнитного поля В = 50Тл.

6. Определить силу, которая действует на жидкий металл, если известно число фаз m = 3, частота f = 50 Гц, число витков ω₁ = 5, коэффициент обмотки статора К₀₁ = 0,5, длина внутренней полости l = 2м, линейная скорость перемещения поля υ₁ = 1 м/сек, линейная скорость перемещения жидкости υ = 0,5 м/сек, приведённое сопротивление жидкого металла  = 30 Ом, полюсное деление τ = 1

7. Вычислить количество тепла, отведенного от индуктора с концентратором магнитного поля водой и скорость воды в канале. Допустимый цикл работы концентратора , , , потери в рабочей обмотке , потери в поверхности пазов, прилегающих к рабочей обмотке , потери в рабочей поверхности концентратора , , , .

8. Определите частоту следования импульсов, если известно зарядное сопротивление , , , допустимый ток выпрямителя , начальное напряжение , расстояние между обкладками , длина , ширина .

9. Определить время и скорость деформации трубчатой алюминиевой заготовки а так же энергию используемую на нагрев. Известна плотность материала  г/ см² , давление на заготовку  кг/ см², толщина стенки заготовки  см.

10. Внутрь соленоида помещают проводник, с какой силой магнитное поле будет действовать на проводник с током 1А, если длина соленоида 50см, имеющий 1000 витков, по которым протекает ток в 5 А ? Считать, что проводник находится на оси соленоида и его длина равна длине соленоида. Краевым эффектом пренебречь.

11. Сколько ампер-витков потребуется для того чтобы внутри соленоида малого диаметра и длиной 30см, объёмная плотность энергии магнитного поля была равна 1,75Дж/м³ ?

12. Длина железного сердечника тороида 1м, длина воздушного зазора Змм. Число витков в обмотки тороида N=2000 . Найти напряжённость магитного поля в воздушном зазоре при силе тока7А в обмотке тороида.

13. Незамкнутый магнитопровод катушки состоит из двух различных по сечению участков 1 и 2  . Определить ток в обмотке катушки, если магнитная индукция в зазоре 1Тл, длина участка с сечением 1см² - 4см, длина участка с сечением 0.5см^А2 - 7см, воздушный зазор 0.01мм. Число витков обмотки - 100. Материалы магнитопровода - сталь 1512 . При расчёте рассеянием пренебречь и магнитное поле в зазоре считать равномерным.

14.Для охлаждения теплоносителя атомного реактора применяется жидкий металл. К зазору между полюсами электромагнита N - S подводятся медные шины А и Б , концы которых подключены к источнику напряжения . В направлении , перпендикулярном направлениям магнитного поля электромагнита и шины , пропускается струя жидкого металла . В результате взаимодействия магнитного поля с током создаёт усилие , под влиянием которого движется струя жидкого металла . Определить силу . действующую на струю , если ток I=10000А , активная длина струи L=10cm и магнитная индукция В=1Тл.

15. Определить энергию магнитного поля , развиваемую соленоидами магнитно-импульсных установок, энергию магнитного поля, расходуемую на импульс в соленои­дом W₀, энергию, расходуемую на намагничивание стальной детали , а так же опре­делить время выдержки инструмента из быстрорежущей стали после магнитно-импульсной обработки, если известно:  - коэффициент, учитывающий потери энергии при магнитно-импульсной обработке МИО, - магнитная индукция в соле­ноиде,  - напряженность магнитного поля, - объем пространства, где концентрируется магнитное поле,  - коэффициент не учетных потерь энергии, - энергия, расходуемая на локальный нагрев детали, - коэффициент пропорциональности, зависящий от свойств металла  - коэффициент, зависящий от свойств материала инструмента.  - напряженность поля установки,  отношение диаметра инструмента к ее длине,  - отношение магнитной проницаемости материала инструмента к магнитной проницаемости феррита, т = 25 кг - масса инструмента,  - объем металла инструмента.