Школа для Электрика. Все Секреты Мастерства. Образовательный сайт по электротехнике  
ElectricalSchool.info - большой образовательный проект на тему электричества и его использования. С помощью нашего сайта вы не только поймете, но и полюбите электротехнику, электронику и автоматику!
Электрические и магнитные явления в природе, науке и технике. Современная электроэнергетика, устройство электрических приборов, аппаратов и установок, промышленное электрооборудование и системы электроснабжения, электрический привод и многое другое.
 
Школа для электрика | База знаний | Электробезопасность | Книги | Схемы | Помощь студентам | Контакты



 

Электротехника | Электроника | Электроэнергетика | Электроснабжение Электрические аппараты | Электрические машины | Автоматизация

 Школа для электрика / Справочник электрика / Основы электротехники / Методы расчета магнитных полей


 Школа для электрика в Telegram

 

Методы расчета магнитных полей




Типов задач на расчет магнитных полей имеется очень много. Кроме задач на определение индуктивности контуров действующих в магнитном поле встречаются еще задачи на расчет магнитных полей в сложных ферромагнитных конструкциях, задачи на распределение токов в некотором объеме для получения магнитного поля заданной интенсивности и т. д.

Методы расчета магнитных полей можно разделить на аналитические, графические и экспериментальные.Методы расчета магнитных полей можно разделить на аналитические, графические и экспериментальные.Методы расчета магнитных полей можно разделить на:

  • аналитические;

  • графические;

  • экспериментальные.

Методы расчета магнитных полей

В аналитических методах используется интегрирование уравнений Пуассона (для областей, где протекает ток), интегрирование уровней Лапласа (для областей, не занятых токами), метод зеркальных изображений и др. В случае сферической или цилиндрической симметрии используют формулы закона полного тока.

При наличии намагниченных сред задачи могут решаться с помощью как скалярных, так и векторных магнитных потенциалов. Если свободные токи лежат вне интересующего нас объема, лучше всего решать задачу с помощью скалярных потенциалов. В этом случае граничные условия выражаются через скалярный потенциал.

Для расчета магнитного поля в сплошных ферромагнитных средах применяется метод, основанный на подобии уравнений магнитного поля уравнениям постоянного тока в проводящей среде. Однако метод справедлив при одинаковых граничных условиях, что обычно не имеет места.

Действительно, в то время как электрическая проводимость пространства, окружающего проводники, равна нулю, для магнитного потока нет изоляторов и утечки потока параллельно отдельным элементам могут быть значительными. Погрешности получаются тем меньше, чем выше магнитная проницаемость магнитной цепи.

Несмотря на приближенность результатов, представление пути потока в виде магнитной цепи составляет основу проектирования электрических машин и аппаратуры, так как оно дает возможность проводить расчеты в тех случаях, когда решение задачи общими методами практически невозможно.

Осложнение в расчеты при наличии ферромагнитных веществ вносит нелинейная зависимость магнитной проницаемости от напряженности поля. Если известна эта зависимость, то задача решается методом последовательных приближений.

Сначала находят решение, предполагая значение проницаемости постоянным. Затем, определив проницаемость в разных точках магнитной цепи, решают задачу вновь с учетом поправок на значение магнитной проницаемости. Повторяют расчет, пока не будут получены допустимые отклонения значений напряженности магнитного поля или магнитной индукции от заданных.

Игрушка с грузоподъемным электромагнитом

Аналитические методы в силу трудностей математического характера позволяют решить весьма небольшой круг задач. В тех случаях, когда расчет поля аналитическими методами представляет затруднение, прибегают к графическому построению картины поля. Такой метод может быть применен для расчета двухмерных безвихревых полей.

В очень сложных случаях, особенно при пространственных полях, прибегают к опытному исследованию поля, заключающемуся в определении индукции в отдельных точках поля одним из методов измерения этой величины.

Применяется также моделирование полями тока в проводящей среде. Это моделирование основано на аналогии между полем в проводящей среде и безвихревым магнитным полем.

Наиболее простое качественное исследование магнитного поля осуществляют определением картины поля помощью стальных опилок, насыпанных на плоский лист из неферромагнитного материала, или с помощью порошков окисла железа, находящихся во взвешенном состоянии в какой-нибудь жидкости, например в керосине. Последний способ широко применяется для магнитной дефектоскопии стальных изделий.

В дальнейшем на сайте "Школа для электрика" мы рассмотрим несколько типовых задач расчета магнитных полей: расчет поля электромагнитного шара, находящегося в однородном магнитном поле в вакууме (в воздухе), способ применения для расчета магнитных полей метода зеркальных изображений, примеры с расчетами различных магнитных цепей. Для того чтобы не пропустить новые статьи подписывайтесь на наши странички в Facebook и в ВКонтакте.

Смотрите также:

Для чего нужен расчет магнитных цепей

Магнитное поле катушки с током

Принципы измерения магнитных полей, приборы для измерения параметров магнитного поля

Андрей Повный, FB, ВК