ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
И ЭЛЕКТРОНИКА
Кафедра “Теоретическая и общая электротехника”
Для студентов электротехнических специальностей всех форм обучения
Федеральное агентство по образованию
Нижегородский государственный технический университет
им. Р.Е. АЛЕКСЕЕВА
Слайд 2г. Нижний Новгород, ул. Лескова, 68, т. (831) 256-02-10
Автозаводская высшая
школа управления и технологий
Очная и заочная форма обучения
- Автомобили и
автомобильное хозяйство
- Автомобиле- и тракторостроение
- Технология машиностроения
Слайд 3МАГНИТНЫЕ ЦЕПИ
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ
УСТРОЙСТВА И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ
Тема 6.1
Слайд 4Магнитная индукция и напряженность связаны соотношениями
Магнитный поток определяется соотношением
Слайд 5Электрический ток возбуждает магнитное поле.
Эта способность тока характеризуется
магнитодвижущей
силой (МДС)
Закон Ома для магнитной цепи
Слайд 6По закону электромагнитной индукции в проводнике, который движется в магнитном
поле, индуцируется ЭДС
ЭДС равна скорости изменения магнитного потока, сцепленного
с контуром,
в котором она индуцируется, т.е.
Слайд 7Алгебраическая сумма магнитных потоков
любого узла магнитной цепи
равна нулю
Первый
закон Кирхгофа
для магнитной цепи
Слайд 8Второй закон Кирхгофа для магнитной цепи –
это закон полного
тока:
Второй закон Кирхгофа
для магнитной цепи
Алгебраическая сумма МДС, действующих в
замкнутом контуре, равна алгебраической сумме магнитных напряжений на магнитных сопротивлениях этого контура
Слайд 9Расчет однородных магнитных цепей
Решение прямой задачи
Заданы материал, геометрия и магнитный
поток. Необходимо определить МДС.
Для этого вычисляют:
1) по заданному потоку Ф
– магнитную индукцию В
2) по кривой намагничивания – напряженность
магнитного поля (см. рисунок)
3) по закону полного тока – магнитную силу
Кривая намагничивания
Слайд 10Расчет однородных магнитных цепей
Решение обратной задачи
Заданы материал, геометрия и МДС.
Необходимо определить магнитный поток.
Для этого вычисляют:
1) по закону полного тока
определяют
напряженность магнитного поля
2) по кривой намагничивания находят
магнитную индукцию (см. рисунок)
3) магнитный поток вычисляют по соотношению
Кривая намагничивания
Слайд 11Использование магнитных цепей в качестве электромагнита
Подъемную силу электромагнита можно определить:
Слайд 12Трансформатор –
это электромагнитный аппарат, который преобразует электрическую энергию переменного тока,
имеющую одни величины, в электрическую энергию с другими величинами.
В трансформаторе
преобразуются напряжение, ток и начальная фаза.
Неизменной остается частота тока.
Слайд 13Простейший трансформатор имеет магнитопровод (сердечник) и обмотки.
По количеству обмоток различают
трансформаторы двухобмоточные и многообмоточные.
Обмотка
с количеством витков w1, к зажимам
которой подводится напряжение, называется первичной.
На зажимы вторичной обмотки включается потребитель Zн.
Слайд 14Принцип действия трансформатора
~U2
~U1→
~I1=U1/Z1→
~Ф→
~Е2=-dФ/dt = 4,44 Ф f W2→
~I2=E2/(Zн+Z2)
~Е1=-dФ/dt = 4,44 Ф f W1→
Коэффициент трансформации:
Фрас
Слайд 15Важной характеристикой трансформатора является
коэффициент трансформации,
который в обычном случае
определяется как отношение высшего напряжения к низшему в режиме холостого
(нерабочего) хода.
Коэффициент трансформации для понижающего трансформатора:
Из этого следует, что трансформатор снижает напряжение и во столько же раз повышает ток (и наоборот)
Слайд 16Нерабочий (холостой) ход
Нерабочим ходом (режимом холостого хода)
называется режим, при котором
вторичная цепь трансформатора разомкнута (нагрузка отключена), т.е.
Векторная диаграмма трансформатора в
режиме холостого хода
Уравнение трансформатора в режиме холостого хода:
Полное внутреннее сопротивление первичной обмотки:
Уравнение первичной цепи в окончательном виде:
Слайд 17Режим нагрузки
Режим нагрузки осуществляется,
когда на вторичную обмотку включена нагрузка
Zн.
Уравнение первичной цепи:
Внешняя характеристика нагруженного трансформатора
Уравнение вторичной цепи:
В режиме
нагрузки вторичное напряжение U2 незначительно зависит от тока нагрузки. Эта зависимость (U2=f(I2)) называется внешней характеристикой
Слайд 19Режим короткого замыкания
Режим короткого замыкания –
это аварийный режим работы
трансформатора. В режиме короткого замыкания напряжение первичной обмотки равно номинальному,
а сопротивление нагрузки равно нулю.
В аварийном режиме короткого замыкания устанавливаются большие токи короткого замыкания в обмотках. Эти значения так велики, что приводят к выходу из строя обмотки трансформатора.
Слайд 20Реальный, идеализированный и приведенный трансформаторы
Реальный трансформатор имеет обмотки, расположенные на
сердечнике. Обмотки имеет как активное сопротивление, так и сопротивление рассеяния,
те., кроме основного магнитного потока, пронизывающего обе обмотки, существуют потоки рассеяния первичной и вторичной обмоток
Идеализированный трансформатор – это трансформатор, в котором отсутствуют магнитные потоки рассеяния, а активные сопротивления обмоток равны нулю. Эти понятия используют для упрощенных исследований процессов
Приведенный трансформатор – эквивалентный реальному трансформатору, у которого коэффициент трансформации равен единице (количество витков вторичной обмотки равно количеству витков первичной обмотки). Для замещения реального трансформатора приведенным нужно выдержать принципы эквивалентности энергетического состояния. Приведенные электрические величины обозначаются штрихами.
Слайд 21Уравнения приведенного трансформатора –
это уравнения электрической цепи с двумя
смежными контурами, составленными по законам Кирхгофа.
Уравнение, составленное по первому закону
Кирхгофа (для узла электрической цепи):
Уравнения, составленные по второму закону Кирхгофа, для замкнутого контура с идеальными элементами:
Внутренне сопротивление общего для смежных контуров элемента, индуцирующего ЭДС (обеспечивает протекание в нем тока холостого хода):
Слайд 23Изображение трансформаторов на электрических схемах
Стандартом предусмотрены три способа условных
графических обозначений трансформаторов: упрощенный однолинейный;
упрощенный многолинейный;
развернутый.
Слайд 24 Электротехника и электроника
Рекомендуемая литература
1. Алтунин Б.Ю., Панкова Н.Г. Теоретические
основы электротехники:
Комплекс учебно - методических материалов: Часть 1 / Б.Ю.
Алтунин,
Н.Г. Панкова; НГТУ им. Р.Е. Алексеева. Н.Новгород, 2007.-130 с.
2. Алтунин Б.Ю., Кралин А.А. Электротехника и электроника: комплекс учебно-методических материалов: Ч.1/ Б.Ю. Алтунин, А.А. Кралин; НГТУ
им. Р.Е. Алексеева. Н.Новгород, 2007.-98 с.
3. Алтунин Б.Ю., Кралин А.А. Электротехника и электроника: комплекс учебно-методических материалов: Ч.2/ Б.Ю. Алтунин, А.А. Кралин; НГТУ
им. Р.Е. Алексеева. Н.Новгород, 2008.-98 с
4. Касаткин, А.С. Электротехника /А.С. Касаткин, М.В. Немцов.-М.: Энергоатомиздат, 2000.
5. Справочное пособие по основам электротехники и электроники /под. ред. А.В. Нетушила.-М.: Энергоатомиздат, 1995.
6. Манаев Е.И. Основы радиоэлектроники.-3-е изд., перераб. И доп.-М.: Радио и связь, 1990.-512 с.: ил.
7. Новожилов, О. П. Электротехника и электроника: учебник / О. П. Новожилов. – М.: Гардарики, 2008. – 653 с.
Слайд 25Тема 6.2 Закончена
Благодарю за внимание
