Магнитной цепью называется совокупность устройств, содержащих ферромагнитные тела, используемые для сосредоточения магнитного потока в определенной части пространства. Магнитные цепи содержат участки из ферромагнитных материалов с высокой магнитной проницаемостью р, из-за непостоянства которой магнитные цепи нелинейны.
Основные законы магнитной цепи и свойства ферромагнитных материалов
Одним из основных законов, используемых при расчете магнитной цепи, является закон полного тока
С вектором напряженности магнитного поля связан вектор магнитной индукции В. Единица вектора магнитной индукции — тесла (Тл) или, что-то же, Вб/м2:
где р — относительная магнитная проницаемость (безразмерная величина); ро — магнитная постоянная, равная 4л-10-7 Гн/м; ра — абсолютная магнитная проницаемость, Гн/м.
В практических расчетах интеграл заменяют суммой произведений Hklh где индекс к указывает участок, вдоль которого Я и р принимаются неизменными.
В результате формула (6.1) записывается в виде закона магнитной цепи
где п — число участков.
Произведение Нк1к при отсутствии обмотки с током на к-м участке называют разностью скалярных магнитных потенциалов двух точек, или падением магнитного напряжения вдоль участка пути, и обозначают как UMmny где тип — начало и конец участка.
Для воздушных зазоров магнитная проницаемость может быть принята равной магнитной постоянной р0, и связь между В и Я приобретает вид.
При расчетах магнитной цепи обычно пренебрегают потоками рассеяния, считая, что в неразветвленной магнитной цепи поток на всех ее участках одинаков, а в разветвленной цепи поток на участке, подходящем к месту разветвления, равен сумме магнитных потоков на участках, отходящих от места разветвления. При этом Ф = где индекс k указывает участок, вдоль которого В и S могут быть приняты неизменными.
В этом отношении поток Ф в магнитной цепи подобен току в электрической цепи и именно в данном смысле можно говорить о том, что в разветвленной магнитной цепи поток Ф подчиняется первому закону Кирхгофа.
При расчетах магнитной цепи используют нелинейную зависимость В (Я), называемую основной кривой намагничивания данного материала. Эти кривые часто называют кривыми намагничивания. Они приводятся в справочниках в виде графиков (рис. 6.11) или таблиц. На рис. 6.11 кривая 1 разбита на две части с различными масштабами.
Рис. 6.11. Кривые намагничивания:
1 — листовая сталь 2411; 2 — литая сталь.