ювання відрізняються один від одного не тільки кількісно, ??але і принципово. Потік розсіювання замикається по середовищі, магнітна проникність якої не залежить від напруженості магнітного поля. Тому його величина лінійно пов'язана з величиною струму котушки. Основний потік замикається по феромагнетика, що володіє сильно вираженою нелінійною залежністю магнітної проникності від напруженості поля і неоднозначною зв'язком між ними. Все це унеможливлює загальний точний аналіз процесів в котушці і вимагає прийняття припущень, що дозволяють розглядати катушку об'єкт з лінійними характеристиками.
Змінний магнітний потік, що пронизує матеріал сердечника, викликає появу в масі матеріалу ЕРС індукції. Так як всі ферромагнетики відносяться до провідників, то під дією цієї ЕРС в осерді виникають електричні струми (i F рис. 2), що протікають по замкнутим контурам, розташованим в площинах перпендикулярних напрямку магнітного потоку, і звані вихровими струмами або струмами Фуко.
Вихрові струми створюють свій магнітний потік, що прагне, згідно з правилом Ленца, послабити зміна основного потоку. Тому вони діють Розмагнічуючі чином, зменшуючи основний потік.
Розмагнічуючий дію вихрових струмів неоднаково в різних частинах сердечника. Найсильніше воно виражено в центрі перетину (рис. 2), тому центральні частини охоплюються максимальним числом контурів струму, МДС яких і створюють розмагнічує потік. Тому в центрі перетину щільність основного магнітного потоку буде менше, ніж на краях, тобто Відбувається витіснення основного магнітного потоку в зовнішні шари муздрамтеатру. Це явище виражено тим різкіше, чим вище частота магнітного потоку і більше перетин, магнітна проникність і питома провідність матеріалу сердечника.
Протекающий за матеріалом сердечника електричний струм викликає його нагрівання. Якщо це тепло не використовується, то говорять про втрати на вихрові струми. Відповідно до закону Джоуля-Ленца, потужність витрачається на нагрівання дорівнює IF 2 r, де IF - діюче значення вихрових струмів, а r - опір контуру, по якому вони замикаються. Очевидно, що ефективно знизити ці втрати можна зменшивши струм. Це досягається збільшенням питомої опору матеріалу і поділом його на окремі ізольовані один від одного шари уздовж ліній магнітного потоку (рис. 2). Такий поділ на шари називається шіхтованіем муздрамтеатру.
Втрати на вихрові струми можна визначити, скориставшись поняттям активної потужності змінного струму.
Нехай магнітопровід має форму паралелепіпеда з довжиною l, висотою h і товщиною d (рис. 3) і магнітний потік поширюється в напрямку l. У площині перпендикулярної напрямку вектора індукц?? і B виділимо елементарний замкнутий контур товщиною dx, сторони якого відстоять на відстані x від осі симетрії площині.
Якщо h »d, то магнітний потік через поверхню, яка визначається координатою x, буде Ф x=2xhB, а ЕРС, що наводиться цим потоком в контурі
- E x=4k f fФ x max=8k f fhxB m 2,
де kf - коефіцієнт форми ЕРС. Опір контуру dx, за умови, що опором менших сторін (уздовж d) можна знехтувати, одно, де g - питома провідність матеріалу муздрамтеатру.
Слід, що втрати на вихрові струми дуже сильно (в другому ступені) залежать від
- товщини муздрамтеатру d,
- частоти змінного струму f;
- амплітуди індукції (щільності магнітного потоку) B m.
Таким чином, зменшення товщини листів пакету муздрамтеатру в два рази призведе до чотириразового зменшенню втрат на вихрові струми.
Коефіцієнт x є константою для конкретного муздрамтеатру, пропорційної питомої провідності матеріалу і залежить також від геометричної форми і розмірів поперечного перерізу.
Крім втрат на вихрові струми в осерді котушки існують також втрати, пов'язані з перемагнічуванням матеріалу протягом періоду. Відповідно до формули Штейнмеца, енергія теряемая на один повний цикл перемагнічування в одиниці об'єму речовини дорівнює
W H `= h B m n,
де h - постійний коефіцієнт, що характеризує дану речовину, m - амплітуда індукції і n - показник ступеня, що залежить від амплітуди індукції. Для значень індукції 0.1 lt; B m lt; 1.0 Тл n=1.6, а для 0.1 gt; B m і
. 0 lt; B m lt; 1.6 Тл n=2.
Звідси потужність, що витрачається на перемагнічування або, інакше кажучи, втрати на гістерезис дорівнює
H=W H `fV =? fB m n V.
Загальні втрати в магнітопроводі дорівнюють сумі втрат на вихрові струми і перемагничивание, т. е.
...
