October 19 2017 17:25:23
Навигация
Авторизация
Логин

Пароль



Вы не зарегистрированы?
Нажмите здесь для регистрации .

Забыли пароль?
Запросите новый здесь.
Измерение МАГНИТНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ ПОЯСОМ РОГОВСКОГО
ИЗМЕРЕНИЕ ТОКОВ, МДС И МАГНИТНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ ПОЯСОМ РОГОВСКОГО

2. КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСК СВЕДЕНИЯ И ПОЯСНЕНИЯ К РАБОТЕ.

2.1 Основные определения.

2.1.1 Закон полного тока.

Циркуляция напряженности магнитного поля img01 по произвольному ориентированному контуру img02 равна току охватываемому этим контуром:

img03.                            (1)

Ориентация контура и стрелки тока связаны правилом правоходового винта (Рис. 1).

2.1.2. Закон электромагнитной индукции.

Циркуляция электрического поля img04 по произвольному ориентированному контуру img05 равна взятой со знаком «минус» скорости изменения магнитного потока через ориентированную поверхность img06, ограниченную контуром img07:

img08.                       (2)

Ориентация контура и поверхности связаны правилом правоходового винта (Рис. 2).

2.1.3 Магнитная проницаемость среды.

Магнитная индукция img09 и напряжённость магнитного поля img10 связаны следующим соотношением:

img11,                            (3)

где img12 относительная магнитная проницаемость среды; img13 магнитная постоянная (img14).

Относительная магнитная проницаемость среды – величина безразмерная. Например, для воздуха img15, а для ферритов img16. Вообще говоря, для многих материалов img17 не является постоянной величиной, а зависит от img18.

2.1.4 Электродвижущая сила (ЭДС) контура.

Работа электрического поля img19 по замкнутому пути img20называют электродвижущей силой контура:

img21.                            (4)

2.1.5 Магнитный поток.

Поток магнитного поля img22 (магнитный поток) через ориентированную поверхность img23, ограниченную контуром img24 обозначают буквой img25:

img26.                            (5)

2.1.6 Магнитное напряжение. eft:1pt;">5.Электротехника: учебник неэлектротехнических специальностей вузов. Под. Ред. Герасимова. - 3-е изд.. - М.: Высшая школа, 1985.

Магнитным напряжением img27 называют интеграл:

img28,                            (6)

вычисляемый по ориентированному пути ab (Рис. 3). Единица измерения магнитного напряжения – ампер.

2.1.7 магнитодвижущая сила (МДС) контура.

Магнитодвижущей силой (МДС) контура называют интеграл:

img29,                            (7)

вычисляемый, в отличие от магнитного напряжения, по ориентированному замкнутому пути img30.

Если провести контур интегрирования img31 сквозь катушку с током (Рис. 4), то можно говорить о МДС катушки. На практике МДС катушки, содержащей img32 витков, вычисляют с помощью закона полного тока (1):

     img33.                            (8)

Синонимом термина «МДС катушки» являются: «намагничивающая сила» и «ампер-витки катушки».

2.2 Магнитные цепи.

2.2.1 Понятие магнитной цепи.

Если электромагнитное устройство анализируется с помощью таких понятий, как МДС, магнитное напряжение, магнитный поток, магнитное сопротивление, то можно говорить об устройстве как о магнитной цепи. Для магнитной цепи выполняются правила Кирхгофа.

2.2.2 Первое правило Кирхгофа.

Алгебраическая сумма магнитов потоков в узле магнитной цепи равна нулю:

img34.                            (9)

     Например, для магнитной цепи, изображенной на Рис. 5, можно записать:

img35.                       (10)

     2.2.3 Второе правило Кирхгофа.

     МДС контура равно сумме магнитных напряжений:

img36.                            (11)

     Например, для магнитной цепи, изображенной на Рис. 6, можно записать:

img37,                       (12)

или, с учётом (5) и (7):

img38.                       (13)

     Для измерения МДС и магнитных напряжений применяют магнитный пояс Роговского.



     2.3 Магнитный пояс Роговского.

     2.3.1 Устройство.

     Магнитный пояс Роговского (Рис. 7) представляет собой обмотку, равномерно уложенную на гибкий немагнитный сердечник. С помощью пояса Роговского можно измерять ток img39 и магнитное напряжение img40. Схемы измерения тока и магнитного напряжения приведены на Рис. 8 и Рис. 9.

     2.3.2 Измерительное уравнение пояса Роговского.

     Если поместить пояс Роговского в переменное магнитное поле, то в соответствии с (2) и (4) в каждом из img41 витков пояса будет создаваться ЭДС img42 (Рис. 10):

img43,                            (14)

     где img44– индукция магнитного поля в сечении k-го витка; img45 – ориентированная поверхность k-го витка.

     Если img46 в плоскости витка и все витки одинаковы, то ЭДС магнитного пояса Роговского может быть найдена интегрированием img47 по длине пояса:

img48.                            (15)

С учётом (13):

img49.                             (16)

Используя (3) получаем:

img50 .                      (17)

Так как img51 в плоскости витка, то:

img52,                            (18)

и тогда:

img53.                       (19)


     Домножив img54и img55на орт нормали к поверхности, ограниченной витком (Рис. 10), получаем:

img56.                        (20)

     Согласно закону полного тока (1), выражение (20) можно записать в виде:

img57.                            (21)

     Так как напряжение, измеряемое осциллографом, img58, то:

img59.                            (22)

     Если ток img60 изменяется по синусоидальному закону img61, то:

img62.             (23)

     Значит, амплитуды тока и напряжения связаны соотношением:

img63.                            (24)

     Следовательно, для измерения амплитуды тока img64 можно записать:

img65.                       (25)

     В лабораторной работе коэффициент пропорциональности img66 рассчитан и указан на поясе Роговского.

     Поясом Роговского можно измерять также магнитные напряжения:

img67.                       (26)

     Так как напряжение, измеряемое осциллографом, img68, то:

img69 .                           (27)

     Если магнитное напряжение изменяется по синусоидальному закону, то амплитуды магнитного и электрического напряжений связаны следующим соотношением:

img70.                       (28)

var LinkRuRND = Math.round(Math.random() * 100000000); document.write('

'); document.write('');
Время загрузки: 0.06 секунд 2,256,151 уникальных посетителей