люси у електромагніта можна визначити, так само як і у соленоїда, за В«правилом буравчика В».
В
Малюнок 3.4 - Полюса соленоїда
Магнітний потік соленоїда (електромагніту) збільшується зі збільшенням числа витків і струму в ньому. Сила, що намагнічує залежить від твору струму на число витків (Числа ампер-витків). p> Якщо, наприклад, взяти соленоїд, по обмотці якого проходить струм 5А, і число витків якого одно 150, то число ампер-витків буде 5 • 150 = 750. Той же магнітний потік вийде, якщо взяти 1500 витків і пропустити по них струм 0,5 А, так як 0,5 • 1500 = 750 ампер-витків. p> Збільшити магнітний потік соленоїда можна наступними шляхами:
а) вкласти в соленоїд сталевий сердечник, перетворивши його в електромагніт;
б) збільшити перетин сталевого сердечника електромагніта (так як при даних струмі, напруженості магнітного поле, і стало бути, магнітної індукції збільшення перерізу веде до зростання магнітного потоку);
в) зменшити повітряний зазор електромагніту (так як при зменшенні шляху магнітних ліній по повітрю зменшується магнітне опір).
Індуктивність соленоїда. Індуктивність соленоїда виражається наступним чином:
(3.8)
де V - об'єм соленоїда.
Без використання магнітного матеріалу щільність магнітного потоку B в межах котушки є фактично постійною і дорівнює
B = Ој0Ni/L (3.9)
де Ој 0 - Магнітна проникність вакууму;
N - число витків;
i - струм;
l - довжина котушки.
Нехтуючи крайовими ефектами на кінцях соленоїда, отримаємо, що потокосцепление через котушку одно щільності потоку B, помноженому на площу поперечного перерізу S і число витків N:
(3.10)
Звідси слід формула для індуктивності соленоїда еквівалентна двом попереднім формулами
(3.11)
Соленоид на постійному струмі. Якщо довжина соленоїда набагато більше його діаметра і не використовується магнітний матеріал, то при протіканні струму по обмотці всередині котушки створюється магнітне поле, спрямоване вздовж осі, яке однорідно і для постійного струму за величиною дорівнює
(3.5)
де Ој 0 - Магнітна проникність вакууму;
n = N/l - число витків на одиницю довжини;
I - струм в обмотці.
При протіканні струму соленоїд запасає енергію, що дорівнює роботі, яку необхідно здійснити для встановлення поточного струму I . Величина цієї енергії дорівнює
(3.6)
При зміні струму в соленоїді виникає ЕРС самоіндукції, значення якої
(3.7)
Соленоид на змінному струмі. При змінному струмі соленоїд створює змінне магнітне поле. Якщо соленоїд використовується як електромагніт, то на змінному струмі величина сили тяжіння змінюється. У разі якоря з магнітомягкого матеріалу напрямок сили тяжіння не змінюється.
У разі магнітного якоря напрямок сили змінюється. На змінному струмі соленоїд має комплексне опір, активна складова якого визначається активним опором обмотки, а реактивна складова визначається індуктивністю обмотки.
Застосування соленоїдів. Соленоїди постійного струму найчастіше застосовуються як поступальний силовий електропривод. На відміну від звичайних електромагнітів забезпечує великий хід. Силова характеристика залежить від будови магнітної системи (сердечника і корпусу) і може бути близька до лінійної. Соленоїди приводять у рух ножиці для відрізання квитків і чеків в касових апаратах, язички замків, клапани в двигунах, гідравлічних системах і інш.
Соленоїди на змінному струмі застосовуються в якості індуктора для індукційного нагрівання в індукційних тигельних печах.
4. Розрахунок намагнічує пристрої для магнітопорошкового методу неруйнівного контролю
Вихідні дані для розрахунку:
1 Соленоїд круглого перерізу діаметром 30 мм і довжиною 200 мм;
2 Матеріал сердечника - Сталь +20;
3 Провід обмотки соленоїда - мідний;
4 Напруженість магнітного поля в центрі соленоїда - 100 А/см при постійному струмі 1А. p> Магнітна індукція поля У пов'язана з напруженістю магнітного поля Н співвідношенням, для повітря, тому формула представляється у вигляді
(4.1)
Якщо витки соленоїда розташовані впритул або дуже близько один до одного, то соленоїд можна розглядати, як систему послідовно з'єднаних кругових струмів однакового радіуса з загальної віссю.
Розглянемо полі кругового витка із струмом. У центрі Про кругового витка радіуса R з електричним струмом I вектори dB магнітних полів всіх малих елементів витка спрямовані однаково - перпендикулярно площині витка (За креслення) відповідно з малюнком 4.1. br/>В
Малюнок 4.1 - Магнітна індукція кругового витка із струмом
...
