/>
Для некруглого перерізу вираз (26) набуває вигляду
, (17)
де S 1 і S 2 - велике і мале поперечний переріз провідника.
З формул (16) і (17) випливає, що поздовжня електродинамічна сила звуження залежить від співвідношення величин великого і малого перерізів провідника і не залежить від довжини і форми переходу від одного перерізу до іншого, а також від напрямку струму.
4. Електродинамічні сили при наявність в контурі феромагнітних деталей
Так як магнітний потік провідника з струмом прагне замкнутися по феромагнітної деталі, що має мале магнітне опір, то магнітне поле між провідником зі струмом і феромагнітної деталлю ослаблене, а сила завжди спрямована в бік ослабленого магнітного поля. Визначити цю силу можна, якщо замінити вплив феромагнітної деталі симетрично розташованим таким же провідником (застосувати його дзеркальне зображення). Отже, електродинамічну силу взаємодії між провідником з струмом і феромагнітної деталлю можна визначити як силу взаємодії між двома паралельними провідниками, розташованими під деяким кутом, якщо феромагнітна деталь розташована під цим кутом до провідника, з однаковими струмами одного напрямку. Таким чином, у загальному вигляді сила взаємодії і фактичне її значення визначається в кожному випадку відповідним значенням k k .
Електродинамічні сили при змінному струмі
Наведені вище рівняння справедливі і для змінного струму, але в цьому випадку сила буде змінюватися в часі (але не в просторі) за певним законом. Для розрахунків апаратів на електродинамічну стійкість важливо знати максимальне значення цієї сили.
Розглянемо однофазну систему змінного струму . Струм змінюється за законом, де I т - амплітудне значення. Тоді, враховуючи, що sin 2 wt = (1-cos2wt)/2, миттєве значення електродинамічної сили між окремими частинами провідника
(18)
З формули (18) випливає, що в однофазної ланцюга електродинамічна сила складається з двох складових (рис. 7.): постійної, що не змінюється в часі
,
де I д - діюче значення змінного струму з амплітудним значенням I т і змінної, змінюється в часі з подвоєною частотою змінного струму i .
Амплітуда змінної складової дорівнює за значенням постійної складової.
Результуюча сила пульсує з подвійною частотою в порівнянні з частотою струму, від нуля до максимального значення не змінюючи знака. Максимальне значення цієї сили. Звідси випливає, що при змінному однофазному струмі максимальне значення електродинамічної сили при одному і тому ж чинному значенні струму виявляється в два рази більшим, ніж при постійному.
На відміну від постійного струму, при якому максимальне значення струму короткого замикання одно його сталому значенню, при змінному струмі в залежності від моменту короткого замикання перша амплітуда ударного струму може істотно перевершувати амплітудне значення усталеного струму короткого замикання
, (19)
де - ударний коефіцієнт (нормоване, що застосовується в розрахунках значення = 1,8); I - чинна значення періодичної складової струму короткого замикання. Таким чином, в однофазних апаратах у якості розрахункової, приймається електродинамічна сила при
(20)
В
Розглянемо трифазну систему змінного струму з трьох паралельних провідників лежать в одній площині (рис. 8.).
З графіків на рис. 8 видно, що сила, що діє на середній провідник, більше сил діючих на крайні провідники. Сума сил, діють в трифазній системі при симетричному розташуванні провідників, в будь-який момент часу дорівнює нулю.
Для трифазного апарату за розрахунковий струм береться
, (21)
де - амплітуда періодичної складової трифазного коротко замикання.
Розрахунок електродинамічної стійкості проводиться для середньої фази, що відчуває найбільше значення сил
(22)
де - діюче значення періодичної складової струму трифазного короткого замикання.
Механічний резонанс . Всяка пружна механічна система має так звану власну частоту коливань. Якщо яка-небудь сила виведе цю систему з рівноваги (Деформує її будь-яким чином, не переходячи межі пружності), а потім перестане діяти, то система буде деякий час коливатися близько свого положення рівноваги. Частота цих коливань і називається власною частотою коливань системи. Швидкість їхнього загасання залежить від пружних властивостей і маси системи та її деталей, а також від сил тертя і не залежить від значення сили що викликала коливання.
Якщо сила, що виводить механічну систему з рівноваги буде змінюватися з частотою, рівній частоті власних коливань системи, то на деформацію одного періоду буде накладатися деформація на...
