Általános információk a tekercsek - Fizika
3.2 Áttekintés a tekercsek
Az induktor összecsukásakor spirális szigetelt vezetőként, amely egy nagy induktivitás és egy viszonylag alacsony kapacitás és alacsony ellenállás az aktív.
Induktor áll egy egymagos, ritkán sodrott, szigetelt vezeték seb körül a keret egy hengeres dielektromos tórusz alakú vagy téglalap alakú ábra szerint 3.1, ott is keret nélküli induktor.
Tekercselés egy egyrétegű (rendes és lépés) és többrétegű (közönséges, vnaval, univerzális).
Ahhoz, hogy növelje a induktivitása használt magok ferromágneses anyagok: elektromos acélból, permalloy, karbonil- vasat, ferritek. Magok is használják, hogy módosítsa a induktivitása rezgőkörökkel belül egy kis tartományban.
Az induktivitás értéke az induktor arányos a lineáris méretei a tekercs, a tér a tekercsmenetek száma és a mágneses permeabilitás a mag, és változik a néhány tized több tíz mikrohenry rH.
Az alapvető paraméterek közé tartozik a tekercs ellenállását veszteség, a minőségi tényező, a hőmérsékleti együtthatója induktivitás, kapacitás oldalon.
tekercsek széles körben használt elemeket a szűrő és rezgőkörök, transzformátorok, fojtótekercsek, mint relék, mágneses erősítők, elektromágnesek és mások.
3.1 ábra - Induktor:
a) egy hengeres egyrétegű;
b) toroid többrétegű;
c) egy hengeres magot;
d) egy U-alakú mag;
d) egy példakénti induktivitása kerámia toroid;
1 - tekercselés (vezeték);
H - a hossza a tekercs;
d - átmérője a belső tekercs;
D - külső tekercs átmérője.
Mágnesszelep - induktivitás készült formájában seb körül egy hengeres keret szigetelt vezetőt, amelyen keresztül villamos áram folyik,. A mágnesszelep egy háromfázisú váltakozó áramú rendszert ugyanolyan sugarú, amelynek egy közös tengelyen összhangban 3.2 és mintás.
3.2 ábra - A mágnesszelep és a mágneses mező
Ha mentálisan átfogják a szolenoid tekercsek irányát jelzik jelenlegi bennük, mint már említettük, és határozza meg az irányt a mágneses indukció vonalak „jobbkéz-szabályt”, a mágneses mező minden a szolenoid lesz a megjelenése, mint a 3.2 ábrán látható, b.
Egy végtelen hosszú tengelye a mágnesszelep, minden egyes egységnyi hosszúságú n0 amely tekercsben, a térerősséget formula határozza meg:
Azon a helyen, ahol a mágneses vonalak szerepelnek a szolenoid van kialakítva déli pólus hol találhatók - az északi pólus.
Annak megállapításához, a mágnesszelep pólusok „jobb kéz szabályt”, alkalmazásával a következők szerint: Ha egy fúrót mentén helyezkednek el a szolenoid tengely és forgassa meg, hogy az áram irányára a menetei a mágnestekercs, a transzlációs mozgását hüvelykujj jelzi az irányt a mágneses mező megfelelően 3.3 ábra.
3.3 ábra - alkalmazása ökölszabályokat
A mágnesszelep, amelynek belsejében egy acél (vas) szerinti mag 3.4 ábra, ez az úgynevezett egy elektromágnes. A mágneses mezőt egy elektromágnes erősebb, mint, hogy a szolenoid, mint egy darab acélból ágyazott mágnesszelep van mágnesezve, és a kapott mágneses mező amplifikáljuk.
Lengyelek elektromágnes lehet meghatározni, valamint a szolenoid a „jobbkéz-szabályt”.
3.4 ábra - A pólusok a szolenoid
A mágneses fluxus a mágnesszelep (elektromágnes) növekszik a növekvő számú menetet és a jelenlegi ott. Mágnesezési erő független a jelenlegi munka menetszám (száma ampermenetre).
Ha, például, hogy a mágnestekercs, a kanyargós áthaladó áram 5A, és a menetek száma, amely egyenlő a 150, a szám a ampermenetek lesz 5 • 150 = 750. Ugyanez a mágneses fluxus úgy kapunk, hogy 1500 fordulat, és továbbítja azokat a jelenlegi 0.5A, mint 0,5 • 750 = 1500 ampermenetek.
Növeli mágnesszelep mágneses fluxus lehet a következő módokon:
a) csatolni a vasmag egy mágnesszelep, fordult be egy elektromágnest;
b) növeli a keresztmetszete az acél mag az elektromágnes (mivel az adatokat aktuális, a mágneses térerősség, és ezért, a növekedés a mágneses indukció vezető szakasz megnövekedett mágneses fluxus);
c) csökkentik a légrés az elektromágnes (mivel a mágneses ellenállás) párhuzamosan csökken a légáram útjában a mágneses vonalak.
A tekercs induktivitása. A mágnestekercs induktivitása a következőképpen fejezhető ki:
ahol V - térfogata a mágnesszelepet.
Anélkül, a használata a mágneses anyag a mágneses fluxussűrűség B belül a tekercs valójában állandó és egyenlő az
B = # 956; 0Ni / l (3,9)
ahol # 956; 0 - permeabilitása szabad hely;
N - menetszáma;
l - hossza a tekercs.
Elhanyagolása peremhatások végein a mágnesszelep, azt találjuk, hogy a fluxuskapcsolódás át a tekercsen B egyenlő a fluxussűrűség szorozva a keresztmetszeti területe S és a menetek száma N:
Ebből következik, ezt a képletet a induktivitás tekercs egyenértékű az előző két képlet
Szolenoid DC. Ha mágnesszelep hossza sokkal nagyobb, mint az átmérője, és a mágneses anyagot alkalmazunk, majd amikor áram folyik át a tekercsen belül a tekercs létrehoz egy mágneses mezőt irányított tengely mentén, amely homogén és állandó áram egyenlő nagyságú
ahol # 956; 0 - permeabilitása szabad hely;
n = N / l - a menetek száma egységnyi hossza;
I - áram a tekercs.
Amikor áram folyik tekercs tárolja az energiát egyenlő a munka, amely szükséges ahhoz, hogy létrehozására áram I. Az összeg ez az energia
Amikor az áram a szolenoid egy önálló indukciós EMF megjelenik, amelynek értéke
Szolenoid ac. Ha a hálózati tekercs generál váltakozó mágneses mezőt. Ha a szolenoid használják, mint egy elektromágnes, az AC nagyságát vonzóerő változásokat. Abban az esetben, a forgórész mágneses anyagból vonzó erő iránya nem változik.
Abban az esetben, a vasmag erő iránya változik. Ac tekercsnek a komplex impedancia, az aktív komponens, amelynek határozza meg az aktív tekercselés ellenállását, és a reaktív komponens határozza meg induktivitás a tekercselés.
Használata szolenoid. a legtöbb DC szolenoid használják, mint inkrementális teljesítményű működtető. Ellentétben a hagyományos elektromágnesek egy nagy lépés. A teljesítmény jellemző függ a szerkezet a mágneses rendszer (mag és héj), és lehet közel lineáris. Solenoids hajtott olló vágás a jegyet és leellenőrzi a pénztárgép, a fülek zár szelepeket a motorok, hidraulikus rendszerek és így tovább.
Szolenoidok ac használják egy induktor indukciós fűtés a indukciós tégelykemencéket.
4. számítása a mágnesező készülék a mágneses NDT módszer
Kiindulási adatok a számításhoz:
1 mágnesszelep körkeresztmetszetű 30 mm átmérőjű és 200 mm hosszúságú;
2 Maganyag - acél 20;
3 mágnesszelep tekercselőhuzal - réz;
4. A mágneses mező a központ a mágnesszelep - 100 A / cm állandó áram 1A.
A mágneses mező indukció B csatlakozik a mágneses térerősség H aránya, a levegő, így képviseli, mint képletű
Ha a mágnestekercs tekercsek közel vannak, vagy nagyon közel vannak egymáshoz, a tekercs lehet tekinteni, mint egy olyan rendszer a sorba kapcsolt, kör alakú áramok azonos sugarú a közös tengely.
Tekintsük a kör alakú területen tekercs áram. A központ O R sugarú egy kör alakú tekercs egy elektromos áram I vektorok dB mágneses mezők kis tekercs elemek ugyanabban az irányban - merőleges a tekercs síkjának (rajz) ábra szerinti 4.1.
4.1 ábra - Mágneses indukciós körkörös tekercs egy aktuális
Is irányul a vektort a kapott területén minden forradalom. Szerint a Biot - Savart - Laplace:
ahol - az a szög, amely rámutat az elképzelés az elem dl sor.
Integrálása ez a kifejezés tekintetében minden eleme a forradalom, azaz a l 0 2πR vagy # 945; 0 2π, kapjuk:
Most meg egy mágneses mező indukciós tekercs áramának megfelelően a ponton fekvő tengelye a tekercs, azaz a DD vonal „halad át a tekercsen központ és a síkjára merőleges ábra szerint 4.2.
4.2 ábra - Mágneses indukciós tekercsen áram melletti egy tetszőleges helyen
Az ábra azt mutatja, egy kör alakú tekercs R sugarú, amelynek síkja merőleges a rajz síkjában, és a tengely OO „fekszik ebben a síkban. Az A pontnál a tengelyen OO „vektorok a különböző területeken a kis elemek dl tekercs egy I áram nem esik egybe a irányba. Vektorok DV1 és DV2 mezők egymással átlósan szemben két tekercs elemek DL1 és dl2. azonos hosszúságú (DL1 = dl2 = dl), a modulo:
A kapott vektor DV1 + DV2 irányul A pontban a AoA „tekercs tengelye, ahol
Az indukciós vektort abban a pontban az A mágneses mezők az összes tekercs is irányul tengely mentén OO „és annak modulusa
Ha használjuk a koncepció mágneses momentum vektor pm tekercs áram I
ahol S - felület által határolt terület a kontúr,
a kifejezés (4.6) átírható formájában
4.3 ábra - A keresztmetszete a mágnestekercs
4.3 ábra mutatja a keresztmetszete a mágnestekercs R sugarú és L hosszúságú aktuális I. Legyen n - a menetek száma egységnyi hossza a mágnesszelepet.
Mágneses indukció mező a szolenoid egyenlő a mértani összege mágneses mezők minden indukció Bi fordul a tekercs. A pontban, ami fekszik a tengely O1 O2 mágnesszelepet. Minden vektor Bi és A kapott vektort tengelyének irányába O1 O2 abban az irányban, amelyben mozog a fúrót a jobbmenet annak forgási irányában a kilincset a villamos áram a szolenoid tekercsek. Egy kis része mentén szolenoid hossztengely dl NDL van fordulat. Ha l - távolság ezen tekercsek az A pont, majd a, egyenlet szerinti (4.8), a mágneses mező az indukciós tekercsek
Ebben az esetben tehát,
Figyelembe véve képletű (4.1) azonosítják a értéke a mágneses indukció és szerezzen egy expressziós a mágneses mező:
Ebből a képletből megtaláljuk a tekercsmenetek száma egységnyi hosszúságú szolenoid:
Behelyettesítve az ismert értékeket a képlet (4,14), megkapjuk n = 102 tekercs 1 cm.
A tekercsmenetek száma adja meg:
Kapunk N = 2040 fordulat.
A szolenoid tekercs megfelelően áram folyik át rajta, válasszon egy rézhuzal táblázat szerint 4.1.
4.1 táblázat - alapvető paraméterei réz mágnes huzal
Így a válasszuk védjegy hajtjuk PEV-1-keresztmetszeti átmérője 0,86 mm.
A menetek száma a huzal keresztmetszete, illeszkednek a hossza a szolenoid által meghatározott képlettel:
Behelyettesítve ismert adatok megszerzése N = 233 fordulat. Azaz, a mi esetünkben kapott kilenc tekercs.
Kiszámítjuk a súlya a mágnesszelepet. Ehhez először kiszámítjuk a tömeg a motor tekercselését. Ehhez ki kell számolnunk a hossza a huzal. Ez lehet számítani ismeretében menetek száma és hossza minden egyes tekercs. Tekintettel arra, hogy a sugara a tekercs minden egyes rétegben változik ábra szerinti 4.4, kiszámítja a hossza a tekercselő huzal az egyes rétegek külön-külön.
4.4 ábra - A keresztmetszete a mágnestekercs
Az első tekercs réteg tekercselési sugara egyenlő az összege az átmérője a mágnesszelep és a két sugara a huzal.
Kapunk D1 = 30,86 mm.
A hossza a tekercs viszont előre a következő képlettel
A hossza a tekercs az első réteg C1 = 96,9 mm.
A hossza az első réteg a tekercselés számítjuk, mint a termék a menetszáma és a hossza az egyik tekercs:
Kapunk l1 = 22,6 m.
Mi végzett hasonló számításokat megkapjuk a hossza az összes tekercsek poleduyuschih: