/p>
Електромагнітна енергія одного контуру
В
(6.8)
де потокосцепление;
магнітний потік;
число витків в контурі. p> Сила, діюча в контурі, буде спрямована таким чином, щоб індуктивність, потокосцепление і потік при деформації контуру під дією цієї сили зростали.
Візьмемо для прикладу кругової виток рис.6.2.
В
Рис. 6.2. Сили у витку, обтічному струмом
Якщо те індуктивність витка досить точно виражається рівнянням
При протіканні струму виникає сила, яка прагне збільшити радіус витка, оскільки з зростанням R росте індуктивність L , а отже, збільшується і електромагнітна енергія системи:
(6.9)
З ростом радіуса зростає потокосцепление даного контуру за умови, що струм в ланцюзі не змінюється.
В
Електродинамічні сили, що виникають при зміні перерізу провідника
При протіканні струму по циліндричному провіднику на окремі нитки струму діють е.. д. у., які прагнуть перемістити цю нитку до центру провідника. Оскільки всі лінії струму вертикальні, а індукція в будь-якій точці провідника спрямована по дотичній, то сила, що діє на елементарні нитки, спрямована по радіусу і не має осьової складової.
При зміні перерізу провідника лінії струму викривляються і, крім поперечної стискаючої сили, виникає поздовжня, яка прагне розірвати місце переходу уздовж осі провідника. Як видно з рис.6.3, сила, що виникає в місці переходу, спрямована в бік більшого перерізу.
В
рис.6.3. Електродинамічні сили, що діють в місці зміни поперечного перерізу провідника
Формула для розрахунку цих сил має вигляд:
В
(6.10)
Слід відзначити, що ця формула справедлива для будь-якого симетричного переходу від перерізу з радіусом г до до перетину з радіусом г і . Так, у разі багаторазового конуса
В
(6.11)
де радіус кінцевого перерізу;
радіус початкового перетину. p> Плавний перехід від одного перерізу до іншого можна розглядати як перехід, освічений великим числом конусних переходів. Таким чином, електродинамічна сила, що виникає при зміні перерізу, залежить тільки від відносини кінцевого і початкового радіусів і не залежить від форми переходу. Цей висновок справедливий для рівномірного розподілу струму по перетину провідника.
Відомо, що в електричному контакті при переході струму з одного контакту в іншій відбувається викривлення ліній струму, аналогічне показаному на рис. 6.3. Для одноточечного контакту торкання контактів відбувається по майданчику зминання. Якщо покласти, що ця майданчик знаходиться в центрі циліндричних провідників, то сила, діюча на кожен контакт, може бути розрахована за формулою
В
(6.12)
Де радіус циліндричного контакту;
радіус круглої майданчика торкання. p> При номінальному струмі ця відкидаються сила незначна. При короткому замиканні в одноточечную контакті відкидаються сила може досягати сотень ньютонів. Для того щоб контакт був динамічно стійкий, сила натискання повинна бути більше сили покидька.
У реальних контактах, крім сили покидька, що виникає через зміни перетину провідника, з'являється додаткове е. д. у. за рахунок взаємодій, створюваних струмоведучих контуром.
Сили втягування дуги (провідника) у сталеву грати
У дугогасильних камерах апаратів високого і низького напруг застосовується решітка з набору феромагнітних пластин з пазами.
Електрична дуга, яка виникає між контактами апарату, є своєрідним провідником струму. Взаємодія цього провідника з гратами створює електромагнітну силу, Рухайтеся дугу. Найбільш широко поширені решітки із сталевих пластин з клиноподібними пазами.
Розглянемо силу, що діє на провідник (дугу), симетрично розташований в пазу прямокутного перерізу (рис.6.3). p> При розрахунку приймемо такі спрощення: магнітне опір сталі дорівнює нулю; потоком розсіювання, що виходять з торця решітки нехтуємо; струм тече по геометричній ОСІ провідника. p> У даному випадку для розрахунку сили зручно скористатися енергетичним методом. Сила, діє на провідник, в даному випадку буде дорівнює
В
(6.13)
В
Ріс.6.4.К розрахунком сил, що діють на провідник розташований у прямокутному пазу феромагнітного тіла
Індуктивність системи L можна виразити через потік
В
(6.14)
Оскільки тоді
В
(6.15)
Потік, пов'язаний з провідником, дорівнює
(6.16)
де
активна довжина решітки;
відстань від провідника до початку паза;
ширина паза. p> Підставляючи , Отримаємо
В
