сть будем считать такой высокой, что магнитным сопротивлением диска можно пренебречь.

В этом случае длина зазорастанет меньше, а значит, уменьшитсяего магнитное сопротивление до величины Rmb = /в/poSc. Зависимость магнитного потока в воздушном зазоре от напряжения f/ представится прямой Фв = JR в с большим углом наклона к оси абсцисс, чем прямая Ф^ = U JR (рис 21-17) Но поток в сталь-лом магнитопроводе будет расти не по крршой размагничивания Ф (м с)> по кривой т^ащ частного цикла, т е. Фс (м с) которую можно замснить приближенно прямой линией Точка пересечения с прямой Фв = = UsRmb и определяет искомое значение потока в воздушном зазоре Фв = Фс

Если сердечник намагнитить при вставленном стальном диске, то магнитный поток будет значительно больше и определится ординатой точки При уда-чении диска из воздушного зазора сердечник будет Рис 21 18 размагничиваться и поток уменьшится до величины, определяемой ординатой точки mj. При введении стального диска в зазор магнитный поток возрастет только до величины, определяемой ординатой точки т^.

Из графического построения, приведенного на рис. 21-17, видно влияние параметров магнитной цепи на величину магнитного потока. В частности, увеличение длины магнита и применение материала с большей коэрцитивной силой Не приводит к относительному увеличению абсцисс кривой {и), а увеличение сечения магнита Sc и применение материала с большей остаточной индукцией Вг при той же коэрцитивной силе приводит к увеличению ординат кривой Фе (U) и увеличение абсцисс, и увеличение ординат приводит к возрастанию магнитного потока Ф.

21-5. Расчет неразветвленной неоднородной магнитной цепи с постоянным магнитом

На рис 21-19 изображена магнитная цепь, состоящая из постоянного магнита длиной 1 и сечением Sc, участка цепи длиной -V V я сечением S, выполненного из магнитно-мягкого материала (для которого можно пренебречь гистерезисом, т. е. считать, что бго магнитное состояние однозначно определяется основной кривой намагничивания), и воздушного зазора длиной Определим магнитный поток в воздушном зазоре после намагничивания всей цепи до насыщения

При помощи кривой размагничивания построим, как и в пре-*1ДУЩем параграсй, зависимость Фс = BcSc = Фс(ч <) = ф (рис. 21-20) Затем на том же рисунке построим кривую (ми&) для остальной части магнитной цепи, включая воздушный азор Для построения этой кривой зададимся рядом значений по-Фв, определим индукции Sg = Фв/S и найдем напряженности

магнитного поля Н на участке длиной / + / по кривой нама чивания и в зазоре яд = bg/Uo- После этого вычислим магниц напряжение U i, для каждого значения потока по формуле U

г г lit , ifi\ , тг 1 ,ггМО

= я (/ + / ) + яд/д, т. е. составим зависимость (f/ as).

Поток во всех участках цепн имеет одно и то же зиач Фс = Фв, а магнитное напряжение t/ = ма&- Поэтому искомо

значение магнитного потока определится ординатой точки щ пепр.

сечения кривых Фв {О^аь) Н Фс (t/м.с)-

в заключение в виде примера, иллюстрирующего практическое применение постоянных магнитов, рассмотрим качественную сторону явлений, наблюдающихся при вращении якоря магнето (рис. 21-2), и выясним пределы изменения магнитного потока в зазоре. Для упрощения построений магнитные сопротивления сердечника и полюсных наконечников примем равными нулю.

Рис. 21-19.

Рис. 21-20.

На рис. 21-17 показана кривая размагничивания постоянного магнита, ординаты которой умножены на сечение магнита, а абсциссы - на среднюю длину.

Пусть вся система магнето была намагничена до состояния насыщения при положении якоря, указанном на рис. 21-2, т. е. при минимальном воздушном зазоре. Магнитный поток в якоре Фз определится ординатой точки (рис. 21-17) пересечения кривой размагничивания с прямой От,. При повороте якоря из положения, указанного на рис. 21-2, в положение, при котором воздушный зазор становится максимальным, поток в якоре уменьшается до значения ф1, определяемого ординатой точки пересечения кривой размагничивания и прямой От-. При дальнейшем повороте якоря до такого положения, при котором воздушный зазор становится минимальным, поток возрастает до значения Ф^, опреде ляемого ординатой точки на кривой частного цикла т^аЩ (рис. 21-17). После следующего поворота якоря до пoлoжeниЯJ в котором воздушный зазор становится максимальным, магнитный поток уменьшается по спадающей кривой частного цикла тф до прежнего значения ф1 (после нескольких оборотов якоря)-

Таким образом, при вращении якоря магнитный поток изменяется на Аф = Фз - ф1, что соответствует разности ордии^

очек т-2, и 11- При вращении якоря магнето в витках обмотки изводится переменная э. д. с. Наибольшее значение этой э. д. с.

ависпт от числа витков обмотки якоря, максимального значения потока (Фг) и частоты вращения.

Глава двадцать вторая

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НЕЛИНЕЙНЫХ ЦЕПЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА И МЕТОДОВ ИХ РАСЧЕТА

22-1. Нелинейные двухполюсники и четырехполюсники при переменных токах

В предыдущих главах нелинейные элементы рассматривались только при постоянных токах. Однако большинство электротехнических устройств с различными нелинейными элементами работают на переменном токе.

Если при постоянных токах можно ограничиваться исследованием статических характеристик, т. е. характеристик, полученных для постоянных токов и напряжений: вольт-амперной и (I) для нелинейного активного сопротивления, вебер-амперной Ф (/) для нелинейной индуктивности и кулон-вольтной Q {U) для нелинейной емкости, то при переменных токах это не всегда возможно. Вследствие тепловой инерции в сопротивлениях, магнитной вязкости и вихревых токов в ферромагнитных сердечниках и релаксационных процессов в сегнетодиэлектриках при переменных токах часто нельзя ограничиться рассмотрением только характеристик и (/), Ф (/) и Q {U), а необходимо учитывать изменение этих характеристик во времени в зависимости от скорости нарастания тока, напряжения, заряда или магнитного потока.

В общем случае для нелинейных элементов при переменном токе необходимо получить характеристики, устанавливающие зависимость между мгновенными значениями и (i), Ф^ (г), q {и), причем вид этих функций зависит от характера изменения аргумента во времени. Так, например, вольт-амперная характеристика германиевого диода для напряжения прямой полярности оказывается разной при постоянном или медленно изменяющемся токе и при его быстрых изменениях. На рис. 22-1 показаны вольт-амперные статическая характеристика германиевого диода при по- оянном токе (/) и динамическая характеристика при протекании ерез диод импульса тока i продолжительностью 1 мкс. Из графика

дно, что эти характеристики очень сильно различаются. Стати-ские характеристики применимы только при импульсах с пологим w0htom продолжительностью не менее нескольких миллисекунд. там различаются статические и динамические характеристики ров' ливания, терморезисторов и других нелинейных резисто-Parvrf Р' изменение свойств обусловлено изменением темпе-

УРЬ1. На рис. 22-2 показаны вольт-амперные характеристики