|
| |
  |
Теория строительства Книги и журналы Значения составляющих силы взаимодействия между двумя витками определяются уравнениями (2-47) (2-48) где с = R2 - Ri, R2>Ri Зависимости и Fy от расстояния между витками представлены на рис. 2-6, в и г 2-6 ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЕ СИЛЫ В ПРОВОДНИКАХ ПЕРЕМЕННОГО СЕЧЕНИЯ В проводнике силы взаимодействия отдельных нитей тока с собственным магнитным полем проводника направлены перпендикулярно линиям тока. При неизменном сучении проводника все нити тока параллельны и силы не имеют осевой составляющей (в цилиндрическом проводнике они направлены по радиусу F = на рис. 2-7) При изменении сечения проводника линии тока искривляются и, кроме поперечной F„ появляется продольная составляющая F, стремящаяся разорвать место перехода вдоль оси проводника Эта сила всегда направлена в сторону большего сечения и равна F,= 10-Vln (2-49) Пинии тот  Рис 2-7 Электродинамические силы в проводниках переменного сечения Формула справедлива для любого перехода 2-7 СИЛЫ ВЗАИМОД1ЙСТВНЯ МЕЖДУ ПРОВОДНИКОМ С ГОКОМ и ФЬРРО\ГЛГНИТНОЙ МАССОЙ Вблизи ферромагнитной массы магнитное поле вокруг проводника с током (рис. 2-8, а) искажается, магнитные силовые линии стремятся замкнуться по массе и возникают силы, стремящиеся притянуть проводник к этой массе. Значение силы притяжения может быть определено из следующих соображений. Заменим действие ферромагнитной массы вторым проводником с током того же направления, расположеннь£м на таком же расстоянии от границы раздела сред. Картина поля при этом не нарушится, так как одновременно с удвоением длины магнитной силовой линии удвоилась и магнитодвижущая сила (2г вместо г), т. е. такая замена вполне правомерна. Силы взаимодействия между двумя параллельными проводниками под-считываются по уравнениям (2-19) и (2-20). Только в данном случае вместо расстояния а надо брать 2а, т.е. F=10-V-. (2-50) Следует при этом помнить, что приведенные рассуждения полностью справедливы при бесконечно большой проницаемости магнитных силовых линий в ферромагнитной массе по отношению к их проницаемости в воздухе. Фактически с учетом магнитного сопротивления массы и наличия насыщения силы будут несколько меньшими. Если проводник с током находится внутри ферромагнитной массы (рис. 2-8, б), то те же силы будут отталкивать его от границы раздела. Картина поля, а следовательно, и сила взаимодействия будут такими, как если бы за пределами ферромагнитной массы на таком же расстоянии был расположен проводник с таким же током, но обратного направления. Значение силы определяется тем же уравнением (2-50). Аналогичные силы притяжения будет испытывать проводник, расположенный в щели постоянного (рис. 2-8, в) или переменного (рис. 2-8, г) сечения     Рис 2-8 К определению сил взаимодействия между проводниками с током и ферромагнитной массой в ферромагнитной массе. Без учета насыщения F = 0,63-10-4- о» <2-51) гДе / - длина щели (перпендикулярно чертежу); 5 или 5 - ширина щели в месте расположения проводника. В щели постоянного сечения сила, затягивающая проводник вглубь, будет неизменной, а в щели переменного сечения - переменной, возрастающей по мере сужения щели. Уравнение (2-51) относится к проводнику, расположенному в щели строго симметрично, когда сила действует по оси х. Однако если проводник окажется смещенным с оси симметрии, то силы притяжения его к противоположным стенкам (по оси у) окажутся неравными. Проводник будет перемещаться по какой-то кривой, показанной штриховой линией, определяемой двумя переменными* составляющими сил Fj и Fy. 2-8. ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЕ СИЛЫ ПРИ ПЕРЕМЕННОМ ТОКЕ Приведенные выше уравнения справедливы и для переменною тока, но в этом случае сила будет иметь переменное значение. Рассмотрим силы, действующие между параллельными проводниками, сначала при однофазном токе, а затем при трехфазном. Согласно (2-15) электродинамические силы При переменном токе i = sin mt сила / = cj sin mt = cj, 1 - cos 2mt (2-52)  Рис. 2-9. Электродинамические силы при однофазном переменном токе т. е. сила меняется с частотой, в два раза большей частоты тока (рис. 2-9, а). Силу / можно представить как сумму двух составляющих: постоянной cj/l и переменной Cj/ cos 2mt/2, меняющейся с двойной частотой по закону косинуса. Так как косинус угла принимает значения от --1 до -1, то сила будет изменяться от / = cj до / = О, не меняя своего знака. В расчетах учитывается максимальное значение силы F„ = cj = 2с J\ (2-53) Из (2-53) видно, что при переменном однофазном токе максимальное значение электродинамической силы при одном и том же токе (действующем) оказывается в два раза большим, чем при постоянном. При переменном токе следует иметь в виду еще одно весьма важное обстоятельство. В отличие от постоянного тока, при котором максимальное значение тока короткого замыкания равно его установившемуся значению 1у„ (если пренебречь изменением сопротивления за счет нагрева), при переменном токе в зависимости от момента короткого замыкания первая амплитуда 0 1 2 3 [ 4 ] 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 |