Bài giảng Cơ cấu điện từ và nam châm điện

Nội dung text: Bài giảng Cơ cấu điện từ và nam châm điện

1. CHƯƠNG 5 : CƠ CẤU ĐIỆN TỪ VÀ NAM CHÂM ĐIỆN
2. KHÁI NIỆM CHUNG CƠ CẤU ĐIỆN TỪ Caïc thiãút bë nhæ råle, cäng tàõc tå, khåíi âäüng tæì, aïptämaït, âãöu coï bäü pháûn laìm nhiãûm vuû biãún âäøi tæì âiãûn nàng ra cå nàng. Bäü pháûn naìy gäöm coï : cuäün dáy vaì maûch tæì goüi chung laì cå cáúu âiãûn tæì. Maûch tæì chia laìm caïc pháön chênh sau âáy :  Thán maûch tæì  Nàõp maûch tæì  Khe håí khäng khê chênh  .
3. KHÁI NIỆM CHUNG CƠ CẤU ĐIỆN TỪ 2 t  r 1 3 Hçnh : Kãút cáúu maûch tæì 1.Thán maûch tæì; 2. Nàõp maûch tæì ;3. Cuäün dáy
4. KHÁI NIỆM CHUNG CƠ CẤU ĐIỆN TỪ Khi cho doìng âiãûn chaûy qua cuäün dáy thç trong cuäün dáy coï tæì thäng  âi qua, tæì thäng naìy cuîng chia laìm 3 thaình pháön : Tæì thäng chênh  : laì tæì thäng âi qua khe håí khäng khê chênh, âoï cuîng laì tæì thäng laìm viãûc cuía cå cáúu âiãûn tæì . Tæì thäng taín t : laì tæì thäng âi ra ngoaìi khe håí khäng khê chênh. Tæì thäng roì r : laì tæì thäng kheïp voìng qua cuäün dáy laì thaình pháön khäng âi qua khe håí khäng khê chênh maì kheïp kên trong khäng gian giæîa loîi vaì thán maûch tæì.
5. PHÂN LOẠI CƠ CẤU ĐIỆN TỪ Phán theo tênh cháút cuía nguäön âiãûn  Cå cáúu âiãûn mäüt chiãöu.  Cå cáúu âiãûn tæì xoay chiãöu. Theo caïch näúi cuäün dáy vaìo nguäön âiãûn  Näúi näúi tiãúp.  Näúi song song. Theo hçnh daûng maûch tæì:  Maûch tæì huït cháûp (thàóng).  Maûch tæì huït xoay (quanh mäüt truûc hay mäüt caûnh), maûch tæì huït kiãøu pittäng.
6. CÁC ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN CỦA MẠCH TỪ 1. Âënh luáût Äm : Trong mäüt phán âoaûn cuía maûch tæì, tæì aïp råi trãn noï bàòng têch giæîa tæì thäng vaì tæì tråí hoàûc thæång giæîa tæì thäng vaì tæì dáùn : 2. Âënh luáût Kiãúckhäúp I : Trãn moüi âiãøm cuía maûch tæì, täøng tæì thäng vaìo bàòng täøng tæì thäng ra : 3. Âënh luáût Kiãúckhäúp II : Trong mäüt maûch tæì kheïp kên, täøng tæì aïp cuía caïc âoaûn maûch bàòng täøng sæïc tæì âäüng :
7. CÁC ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN CỦA MẠCH TỪ 4. Âënh luáût baío toaìn doìng âiãûn : Têch phán âæåìng cuía cæåìng âäü tæì træåìng theo voìng tæì kheïp kên bàòng täøng s.t.â cuía voìng tæì âoï : Âënh luáût toaìn doìng âiãûn coï thãø biãún âäøi nhæ sau : hoàûc : vaì âáy cuîng chênh laì âënh luáût Kiãúckhäúp II våïi maûch tæì kheïp kên.
8. NAM CHÂM ĐIỆN
9. ĐẠI CƯƠNG VỀ NAM CHÂM ĐIỆN i  N S S i N N S Nam chám âiãûn
10. ĐẠI CƯƠNG VỀ NAM CHÂM ĐIỆN Doìng âiãûn chaûy trong cuäün dáy seî sinh ra tæì træåìng. Váût liãûu sàõt tæì âàût trong tæì træåìng naìy seî bë tæì hoïa vaì coï cæûc tênh ngæåüc laûi våïi cæûc tênh cuía cuäün dáy, cho nãn seî bë huït vãö phêa cuäün dáy Nãúu âäøi chiãöu doìng âiãûn trong cuäün dáy thç tæì træåìng trong cuäün dáy cuîng âäøi chiãöu vaì váût liãûu sàõt tæì bë tæì hoïa coï cæûc tênh ngæåüc våïi cæûc tênh cuäün dáy, cho nãn chiãöu læûc huït khäng âäøi. Trong quaï trçnh laìm viãûc nàõp maûch tæì chuyãøn âäüng, khe håí khäng khê giæîa nàõp vaì loîi thay âäøi nãn læûc huït âiãûn tæì cuîng thay âäøi
11. TÍNH LỰC HÚT ĐIỆN TỪ NAM CHÂM ĐIỆN
12. TÍNH LỰC HÚT ĐIỆN TỪ NAM CHÂM ĐIỆN Læûc huït âiãûn tæì cuaí nam chám âiãûn mäüt chiãöu thæåìng âæåüc tênh theo 2 phæång phaïp : 1. Tênh theo cäng thæïc maxwell 2. Tênh theo phæång phaïp cán bàòng nàng læåüng
13. TÍNH LỰC HÚT ĐIỆN TỪ THEO CÔNG THỨC MAXWELL This image cannot currently be displayed. Theo Maxell thç khi coï mäüt váût dáùn tæì træåìng thç váût dáùn tæì seî chëu mäüt læûc taïc duûng : Trong âoï: : Veïc tå tæì caím åí khe håí KK bãö màût cæûc tæì : Veïc tå phaïp tuyãún âån vë åí bãö màût cæûc tæì S: diãûn têch bãö màût váût dáùn. -8 0 = 1,25.10 [H/cm] laì âäü tæì tháøm cuía khäng khê. Vç hãû säú tæì dáùn cuía váût liãûu sàõt tæì låïn hån nhiãöu cuía khäng khê ( >>0) nãn xem nhæ cuìng phæång vaì
14. TÍNH LỰC HÚT ĐIỆN TỪ THEO CÔNG THỨC MAXWELL This image cannot currently be displayed. Vaì ta coï : Khi khe håí khäng khê beï, tæì træåìng coï thãø xem nhæ phán bäú âãöu trãn bãö màût cæûc tæì B = const, bãn coi thç ta co ï: B: âån vë [Wb/cm2]. S: diãûn têch tæì thäng qua [cm2]. = 1,25.10-8 [Wb/A.cm] Nãúu B tênh theo Tesla thç :
15. TÍNH LỰC HÚT ĐIỆN TỪ THEO CÔNG THỨC MAXWELL Khi khe håí khäng khê tæì thäng roì nhiãöu : Våïi Kâc= 3 5 laì hãû âiãöu chènh.
16. THEO PHƯƠNG PHÁP CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG  S i N
17. THEO PHƯƠNG PHÁP CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG Khi âoïng âiãûn vaìo cuäün dáy NCÂ, ta coï phæång trçnh cán bàòng âiãûn aïp : Nhán 2 vãú cuía phæång trçnh cho idt, ta coï : Láúy têch phán hai vãú phæång trçnh trãn ta coï: Trong âoï ta coï: : laì nàng læåüng nguäön cung cáúp. : laì nàng læåüng tiãu hao trãn âiãûn tråí cuäün dáy w. :laì nàng læåüng têch luîy trong tæì træåìng
18. THEO PHƯƠNG PHÁP CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG c d 0 b a 0 i1 i2 i
19. THEO PHƯƠNG PHÁP CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG Tæì âäö thë ta tháúy quan hãû giæîa tæì thäng moïc voìng vaì doìng âiãûn i, coï tênh phi tuyãún. Tênh læûc huït âiãûn : Khi cung cáúp nàng læåüng cho cå cáúu âiãûn tæì thç nàõp cuía maûch tæì âæåüc huït vãö phêa loîi, khe håí khäng khê åí giæîa nàõp vaì loîi giaím dáön. ÆÏng våïi vë trê ban âáöu cuía nàõp maûch tæì coï: ÆÏng våïi vë trê cuäúi coï:
20. THEO PHƯƠNG PHÁP CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG Nàng læåüng tæì træåìng khi åí vë trê âáöu seî laì: := diãûn têch Váûy nàng læåüng láúy thãm tæì ngoaìi vaìo âãø nàõp maûch tæì chuyãøn âäüng laì: : = diãûn têch hçnh thang Theo âënh luáût cán bàòng nàng læåüng coï: Trong âoï laì nàng læåüng laìm nàõp chuyãøn âäüng tæì vë trê 1 âãún vë trê 2. = diãûn têch tam giaïc cong oad Nãúu giaí thiãút maûch tæì chæa baîo hoìa âæåìng âàûc tênh chè xeït åí âoaûn tuyãún
21. THEO PHƯƠNG PHÁP CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG Ta coï: Vç coï: Âàût: Daûng vi phán : Váûy læûc huït âiãûn tæì seî laì:
22. THEO PHƯƠNG PHÁP CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG Ta xeït hai træåìng håüp sau: a. Træåìng håüp khi I = const thç Ta coï : Coï : L = W2G Trong âoï : G laì tæì dáùn cuía maûch tæì. W laì säú voìng cuía cuäün dáy. Ta coï :
23. THEO PHƯƠNG PHÁP CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG b. Træåìng håüp khi  = const thç Ta coï : nãn
24. NAM CHÂM ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ VÒNG CHỐNG RUNG
25. NAM CHÂM ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ VÒNG CHỐNG RUNG Nam chám âiãûn xoay chiãöu
26. NAM CHÂM ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ VÒNG CHỐNG RUNG Khi cung cáúp doìng âiãûn xoay chiãöu i = Imsin(wt) thç trong mach seî xuáút hiãûn : Ta coï : Ta thay : suy ra : Âàût laì thaình pháön læûc huït khäng âäøi theo thåìi gian. :laì thaình pháön læûc thay âäøi theo thåìi gian. Ta coï: Fdt = Fkd + Fbd
27. NAM CHÂM ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ VÒNG CHỐNG RUNG Váûy læûc huït âiãûn tæì biãún âäøi theo táön säú gáúp âäi táön säú cuía nguäön âiãûn (2w). ÅÍ thåìi âiãøm B = 0 thç Fdt = 0 læûc loì xo Flx > Fdt thç nàõp bë keïo nhaí ra. ÅÍ nhæîng thåìi âiãøm Flx < Fdt thç nàõp âæåüc huït vãö phêa loîi. Nhæ váûy trong mäüt chu kyì nàõp bë huït nhaí ra hai láön nghéa laì nàõp bë rung våïi táön säú 100Hz nãúu táön säú nguäön âiãûn laì 50Hz.
28. NAM CHÂM ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ VÒNG CHỐNG RUNG Âãø chäúng hiãûn tæåüng rung naìy, ta phaíi laìm Voìng ngàõn maûch sao cho læûc huït âiãûn tæì Fdt åí moüi thåìi âiãøm phaíi låïn hån læûc Flx. Muäún Fdt> Flx ngæåìi ta taûo ra 2 tæì thäng lãûch pha trong maûch tæì, bàòng caïch âàût voìng chäúng rung thæåìng bàòng âäöng Nam chám âiãûn xoay chiãöu vaì coï mäüt voìng
29. NAM CHÂM ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ VÒNG CHỐNG RUNG Nguyãn lê laìm viãûc cuía voìng chäúng rung : Khi tæì thäng  âi qua cæûc tæì seî chia laìm hai thaình pháön 1 vaì 2. 1 laì thaình pháön khäng âi qua pháön cæûc tæì coï voìng chäúng rung, 2 âi qua pháön coï voìng chäúng rung. Khi coï tæì thäng 2 biãún thiãn âi qua, trong voìng chäúng rung seî xuáút hiãûn doìng âiãûn caím æïng icæï chaûy kheïp maûch trong voìng. Doìng icæï seî sinh ra mäüt tæì træåìng coï taïc duûng chäúng laûi sæû biãún thiãn cuía 2 nãn laìm 2 cháûm pha so våïi 1 mäüt goïc .
30. NAM CHÂM ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ VÒNG CHỐNG RUNG  0 n
31. NAM CHÂM ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ VÒNG CHỐNG RUNG Læûc âiãûn tæì sinh ra seî coï hai thaình pháön : Tæì thäng 1 sinh ra læûc: F1 = F10 - F10 cos2t Tæì thäng 2 sinh ra læûc : F2 = F20 - F20 cos(2t-2 ) Læûc huït âiãûn tæì täøng F laì : F = F1 + F2 = (F01 + F02) - [F01cos2t + F02 cos(2t - 2 )] Qua âoï ta tháúy ràòng læûc huït âiãûn tæì F1 vaì F2, khäng âäöng thåìi âi qua trë säú 0, do âoï læûc huït âiãûn tæì täøng F âæåüc náng cao laìm cho moüi thåìi âiãøm t, læûc F > Flx nãn nàõp maûch tæì seî khäng rung næîa.
32. NAM CHÂM ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ VÒNG CHỐNG RUNG Âiãöu kiãûn chäúng rung:  Thaình pháön læûc khäng âäøi: Fkâ = F01 + F02  Thaình pháön læûc huït biãún âäøi laì : Trong træåìng håüp lyï tæåíng Fbâ = 0 thç cå cáúu khäng coìn rung. Muäún váûy ta phaíi thoaí maîn hai âiãöu kiãûn. 1. F01 = F02 thç : 2. goïc luïc âoï hãû säú rung Trong thæûc tãú chè coï thãø taûo âæåüc = 50o-80o