В чем измеряется мдс
Перейти к содержимому

В чем измеряется мдс

  • автор:

Магнитодвижущая сила

\frac <4\pi></p>
<p><b>Магнитодвижущая сила</b> (<b>МДС</b>) — физическая величина, характеризующая работу непотенциальных сил, порождающих магнитный поток в магнитных цепях; аналог ЭДС в электрических цепях. Величина измеряется в амперах (СИ) или же в гилбертах (СГС), причём 1А = » width=»» height=»» /> = 1.257 Гб.</p>
<p><img decoding=

где ω — количество витков в обмотке, I — ток в проводнике.

Выражение для магнитного потока в магнитной цепи, также известное как закон Хопкинса, имеет следующий вид:

\mathcal<F></p>
<p> = \Phi Rm» width=»» height=»» /></p><div class='code-block code-block-2' style='margin: 8px 0; clear: both;'>
<!-- 2mobilcoms -->
<script src=

где Φ — величина магнитного потока, Rm — магнитное сопротивление проводника. Данная запись является аналогом закона Ома в электрических цепях.

Литература

  • The Penguin Dictionary of Physics, 1977, ISBN 0-14-051071-0 (англ.)

Эффект Холла

  • Физические величины по алфавиту
  • Магнетизм
  • Физические величины

Wikimedia Foundation . 2010 .

  • Магнитограмма
  • Магнитожидкостное уплотнение

Полезное

Смотреть что такое «Магнитодвижущая сила» в других словарях:

  • МАГНИТОДВИЖУЩАЯ СИЛА — (намагничивающая сила), величина, характеризующая магн. действие электрич. тока. Вводится для магнитных цепей по аналогии с электродвижущей силой в электрич. цепях. М. с. F равна циркуляции вектора напряжённости магн. поля Н по замкнутому контуру … Физическая энциклопедия
  • магнитодвижущая сила — Скалярная величина, равная линейному интегралу напряженности магнитного поля вдоль рассматриваемого контура и равная полному току, охватываемому этим контуром. [ГОСТ Р 52002 2003] Тематики электротехника, основные понятия Синонимы магнитодвижущая … Справочник технического переводчика
  • МАГНИТОДВИЖУЩАЯ СИЛА — (МДС), млн. намагничивающая сила, характеристика, определяющая магнитный поток (см. (8)) в данной магнитной цепи (см. (17)) и играющая в ней такую же роль, как электродвижущая сила (ЭДС) в цепи электрического тока. Единица магнитодвижущей силы в… … Большая политехническая энциклопедия
  • МАГНИТОДВИЖУЩАЯ СИЛА — (мдс) (намагничивающая сила) характеристика способности источников магнитного поля (электрических токов) создавать магнитные потоки; вводится при расчетах магнитных цепей по аналогии с эдс электрических цепей … Большой Энциклопедический словарь
  • магнитодвижущая сила — (намагничивающая сила), характеристика способности источников магнитного поля (электрических токов) создавать магнитные потоки; вводится при расчётах магнитных цепей по аналогии с эдс электрических цепей. * * * МАГНИТОДВИЖУЩАЯ СИЛА… … Энциклопедический словарь
  • магнитодвижущая сила — magnetovara statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. magnetomotive force vok. Durchflutung, f; magnetomotorische Kraft, f rus. магнитодвижущая сила, f pranc. force magnétomotrice, f … Automatikos terminų žodynas
  • магнитодвижущая сила — magnetovara statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Apibrėžtį žr. priede. priedas( ai) Grafinis formatas atitikmenys: angl. magnetomotive force vok. magnetomotrische Kraft, f rus. магнитодвижущая сила, f pranc. force… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
  • магнитодвижущая сила — magnetovara statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. magnetomotive force vok. magnetomotorische Kraft, f rus. магнитодвижущая сила, f pranc. force magnétomotrice, f … Fizikos terminų žodynas
  • магнитодвижущая сила насыщения магнитоуправляемого контакта — Значение магнитодвижущей силы управляющего магнитного поля, при котором происходит насыщение магнитной цепи магнитоуправляемого контакта [ГОСТ 17499 82] EN FR Тематики контакт Обобщающие тер … Справочник технического переводчика
  • магнитодвижущая сила несрабатывания магнитоуправляемого контакта — Верхнее предельно допустимое значение магнитодвижущей силы управляющего магнитного поля, приложение которой не вызывает срабатывания магнитоуправляемого контакта [ГОСТ 17499 82] EN FR Тематики контакт … Справочник технического переводчика
  • Обратная связь: Техподдержка, Реклама на сайте
  • �� Путешествия

Экспорт словарей на сайты, сделанные на PHP,
WordPress, MODx.

  • Пометить текст и поделитьсяИскать в этом же словареИскать синонимы
  • Искать во всех словарях
  • Искать в переводах
  • Искать в ИнтернетеИскать в этой же категории

Что такое магнитодвижущая сила, закон Гопкинсона

Во второй половине XIX века, английский физик Джон Гопкинсон и его брат Эдвард Гопкинсон, разрабатывая общую теорию магнитных цепей, вывели математическую формулу, получившую название «формула Гопкинсонов» или закон Гопкинсона, являющийся аналогом закона Ома (применяемого для расчета электрических цепей).

Так, если классический закон Ома математически описывает связь между током и электродвижущей силой (ЭДС), то закон Гопкинсона аналогичным образом выражает связь между магнитным потоком и так называемой магнитодвижущей силой (МДС).

Магнитопровод электромагнитного реле

В результате оказалось, что магнитодвижущая сила — это физическая величина, характеризующая способность электрических токов создавать магнитные потоки. И закон Гопкинсона, в связи с этим, может успешно использоваться в расчетах магнитных цепей, так как МДС в магнитных цепях является аналогом ЭДС в электрических цепях. Датой открытия закона Гопкинсона считается 1886 год.

Величина магнитодвижущей силы (МДС) изначально измеряется в амперах, либо, если речь идет о катушке с током или об электромагните, то для удобства расчетов пользуются ее выражением в ампер-витках:

Величина магнитодвижущей силы (МДС)

где: Fm — магнитодвижущая сила в катушке [ампер*виток], N – количество витков в катушке [виток], I – величина тока в каждом из витков катушки [ампер].

Если сюда ввести значение магнитного потока, то Закон Гопкинсона для магнитной цепи примет вид:

Закон Гопкинсона для магнитной цепи

где: Fm — магнитодвижущая сила в катушке [ампер*виток], Ф — магнитный поток [вебер] или [генри*ампер], Rm – магнитное сопротивление проводника магнитного потока [ампер*виток/вебер] или [виток/генри].

Текстовая формулировка закона Гопкинсона изначально такова: «в неразветвленной магнитной цепи магнитный поток прямо пропорционален магнитодвижущей силе и обратно пропорционален полному магнитному сопротивлению». То есть данный закон определяет связь между магнитодвижущей силой, магнитным сопротивлением и магнитным потоком в цепи:

Закон Гопкинсона для магнитной цепи

здесь: Ф — магнитный поток [вебер] или [генри*ампер], Fm — магнитодвижущая сила в катушке [ампер*виток], Rm – магнитное сопротивление проводника магнитного потока [ампер*виток/вебер] или [виток/генри].

Здесь важно отметить, что фактически магнитодвижущая сила (МДС) имеет принципиальное отличие от электродвижущей силы (ЭДС), которое заключается в том, что непосредственно в магнитном потоке никакие частицы не движутся, тогда как ток, возникающий под действием ЭДС, предполагает движение заряженных частиц, например электронов в металлических проводниках. Однако представление о МДС помогает решать задачи расчета магнитных цепей.

Рассмотрим, например, неразветвленную магнитную цепь, в которую входит ярмо площадью поперечного сечения S, одинаковой по всей длине, при этом материал ярма имеет магнитную проницаемость мю.

Неразветвленная магнитная цепь

Зазор в ярме — из другого материала, магнитная проницаемость которого мю1. Катушка, надетая на ярмо, содержит N витков, по каждому из витков катушки течет ток i. Применим к средней линии ярма теорему о циркуляции магнитного поля:

Теорема о циркуляции магнитного поля

здесь: H – напряженность магнитного поля внутри ярма H1 – напряженность магнитного поля внутри зазора, l — длина средней линии индукции ярма (за исключением зазора), l1 — длина зазора.

Поскольку магнитный поток внутри ярма и внутри зазора имеет одну и ту же величину (в силу непрерывности линий магнитной индукции), то расписав Ф = BS и B=мю*H, распишем напряженности магнитного поля более подробно, а затем подставим в вышеприведенную формулу:

Напряженность магнитного поля

Магнитный поток

Легко видеть, что подобно ЭДС в законе Ома для электрических цепей, МДС

Магнитодвижущая сила в катушке

играет здесь как-бы роль электродвижущей силы, а магнитное сопротивление

Магнитное сопротивление проводника магнитного потока

роль сопротивления (по аналогии с классическим Законом Ома).

Джон Гопкинсон

Джон Гопкинсон (1849 — 1899) — британский физик и инженер-электрик.

В 1882 г. он разработал трехпроводную систему распределения электроэнергии. А в 1884 г. он совместно со своим братом Эдвардом Гопкинсоном создал первый трансформатор с замкнутым магнитопроводом. Они также предусмотрели возможность регулирования индуцированного тока.

Он открыл явление резкого возрастания магнитной проницаемости ферромагнетиков в слабом магнитном поле вблизи точки Кюри (эффект Гопкинсона), совместно с братом вывел формулу для расчета магнитных цепей (формула Гопкинсонов), создал теорию магнитного потока.

Предложенный ими метод расчета магнитной системы позволял предусмотреть характеристики электрической машины еще в стадии ее проектирования. Он ввел графическое представление о зависимостях в электрических машинах, так называемые характеристики холостого хода, внешнюю и др. Им же введено понятие коэффициента магнитного рассеивания.

В 1898 году в 49 лет он погиб вместе с сыном и двумя дочерьми при восхождении на гору Петит-Дент-де-Вейзиви в Швейцарии.

Андрей Повный, FB, ВК

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Магнитодвижущая сила и магнитное напряжение

Несмотря на то что электрический ток в проводе и его магнитное поле представляют собой неотделимые друг от друга стороны единого электромагнитного процесса, принято говорить, что электрический ток обладает свойством возбуждать магнитное поле. Это свойство тока называют магнитодвижущей силой (МДС) и обозначают ее буквой F.

Формально МДС F вызывает или возбуждает магнитное поле подобно тому, как ЭДС вызывает электрический ток в электрической цепи.

В Международной системе единиц МДС принимается численно равной току в проводе или витке, вызывающему магнитное поле, так что МДС F=l. Если ток проходит по катушке с числом витков w, то МДС равна произведению тока и числа витков, т. е. Естественно, что МДС, так же как и ток, измеряется в амперах, т. е. Для определения направления МДС катушки или витке с током удобно пользоваться правилом правой руки: если охватить катушку (виток) правой рукой так, чтобы четыре пальца ее расположились по направлению тока в витках катушки, то отогнутый большой палец руки укажет направление МДС. На рис. 1 показаны несколько катушек с током и направления их МДС.

9

Рис.1 Определении направления МДС в катушке с током.

10

Рис. 2 Магнитное напряжение между двумя точками

Магнитное напряжение.

По аналогии с электрическим напряжением при расчете магнитных полей пользуются понятием магнитного напряжения Uм. Магнитное напряжение между двумя точками a и b однородного магнитного поля, расположенными на одной магнитной линии (рис. 2,а), выражается произведением напряженности поля и расстояния между этими точками: В более общем случае, если в однородном поле две точки а и b находятся на расстоянии L не на одной магнитной линии (рис. 2,б), сначала вычисляется напряженность H, затем продольная слагающая вектора напряженности вдоль отрезка ab, т. е. HL = H cosa, где a—угол между векторами Н и HL. Магнитное напряжение В неоднородном магнитном поле магнитное напряжение между двумя точками a и b равно сумме элементарных напряжении HLdL на элементарных участках dL вдоль выбранного пути между этими точками (рис. 2,в):

Магнитное напряжение Uм может зависеть от выбранного пути между начальной и конечной точками.
Магнитное напряжение в системе СИ измеряется в амперах:

6Магнитное напряжение вдоль произвольного замкнутого пути (контура) представляет собой МДС вдоль этого контура. Таким образом, МДС можно определить как сумму элементарных магнитных напряжении HLdL вдоль, замкнутого контура: 7где знак обозначает суммирование (интегрирование) по замкнутому контуру элементарных напряжений HLdL.

Словарь специальных терминов

Магнитодвижущая сила (МДС) — ранее часто называлась намагничивающей силой – это величина, характеризующая магнитное действие электрического тока. МДС вводится при расчетах магнитных цепей по аналогии с ЭДС в электрических цепях.

Магнитодвижущая сила (МДС) всех обмоток переменного тока, расположенных на статоре или роторе электрической машины, должна создавать в ее воздушном зазоре вращаю­щееся магнитное поле. Для этого каждая из обмоток, питаю­щаяся от синусоидально изменяющегося напряжения, должна иметь МДС, синусоидально распределенную в пространстве, т. е. по расточке статора или по окружности ротора. Несо­блюдение этих условий, т. е. питание от несинусоидального напряжения или несинусоидальное распределение МДС, при­водит к появлению высших гармонических колебаний в кривой распре­деления магнитного потока, что ведет к ухудшению энергети­ческих показателей машины.

Будем считать, что обмотки получают питание от источ­ника напряжения чисто синусоидальной формы. Выясним, как должна быть выполнена обмотка переменного тока, что­бы распределение ее МДС было синусоидальным.

Магнитодвижущая сила сосредоточенной обмотки. Рассмот­рим двухполюсную машину с простейшей сосредоточенной обмоткой (рис. 1, а), у которой все витки, включенные в фазу АХ, находятся в пазах, расположенных в диамет­ральной плоскости. При прохождении тока от начала фазы А к ее концу X возникает двухполюсный магнитный поток, силовые линии которого направлены, как показано на (рис. 1, а). Каждая силовая линия этого потока сцеплена со всеми витками w катушки данной фазы, поэтому создаваемая катушкой МДС FKi=iw. При максимальном значении тока в катушке эта МДС также имеет максималь­ное значение: FKM=IM·w=√2·Iw.

Рис. 1. Схема двухполюсной машины с сосредоточенной обмоткой (а) и диаграмма распределения ее МДС (б)

Примем, что вся указанная МДС расходуется на преодо­ление магнитного сопротивления воздушных зазоров, т. е. что магнитное сопротивление ферромагнитных участков магнитной цепи машины равно нулю. При этом распределе­ние МДС вдоль окружности статора имеет прямоугольную форму (рис. 4.8,5). Во всех точках воздушного зазора действует неизменная МДС: F = 0,5Fк; при переходе через середину пазов знак ее изменяется в соответствии с измене­нием полярности статора на данном участке.

Прямоугольное распределение МДС можно разложить в ряд Фурье и представить в виде суммы синусоид. При этом для момента времени, соответствующего максималь­ному току в катушке, имеем

Fx=(√2/2)Iw(4/π)[cos πx/τ+(1/3)cos 3πx/τ+(1/5)cos 5πx/τ+…+(1/n)cos nπx/τ],

где x — расстояние от оси симметрии обмотки, называемой осью фазы (рис. 1,б).

Следовательно, при максимальном значении тока ампли­туда первой гармонической МДС для сосредоточенной об­мотки Fx=(√2/2)Iw~0,9Iw

Разложение в ряд Фурье позволяет количественно оценить отклонение кривой МДС от синусоидальной формы. При сосредоточенной обмотке это отклонение очень велико, поэтому такая обмотка получила ограниченное применение.

Магнитодвижущая сила распределенной обмотки. Для улуч­шения формы кривой распределения поля обмотку каждой фазы размещают в нескольких пазах. Это улучшает и усло­вия охлаждения обмотки.

На (рис. 2, а) показана двухполюсная машина с обмоткой фазы, расположенной в шести пазах (при q = 3). Магнитодви­жущую силу распределенной обмотки можно определить как сумму МДС трех сосредоточенных катушек с числом витков в каждом w‘ = w/3, сдвинутых в пространстве на угол α = πb, где b — расстояние между осями соседних пазов. Форма распределения результирующей МДС получа­ется в этом случае ступенчатой (рис. 2,б). При максималь­ном значении тока в фазе катушки, расположенные в пазах 2—2′, 3—3′ и 1—1′, создают в воздушном зазоре следующие значения МДС:

Fn2x=(0,9Iw/3)[cos(πx/τ)+(1/3)cos(3πx/τ)+(1/5)cos(5πx/τ)+…];

Рис. 2. Схема двухполюсной машины с распределенной обмоткой (а) и диаграмма распределения ее МДС (б)

Аналитическое выражение для результирующего распреде­ления МДС обмотки можно получить суммированием МДС каждой из катушек. Наиболее удобно это сделать, изобразив векторами пространственные гармонические МДС.

Амплитудные значения первой, третьей и других гармони­ческих результирующей МДС можно определить путем векторного сложения амплитуд соответствующих гармоничес­ких МДС Fn1x, Fn2x, Fn3x отдельных катушек (рис. 3). При этом следует учитывать, что первые гармонические МДС Fn1x, Fn2x, Fn3x сдвинуты одна относительно другой на угол α = πb, третьи — на угол и т. п.

Амплитудное значение первой гармонической результиру­ющей МДС F1=2R sin(/2), где R — радиус окружности, описанной вокруг векторов Fn11, Fn21, Fn31 определяемый из условия

2R sin(α/2)=Fn11=Fn21=Fn31=0,9Iw/3.

Таким образом (рис. 2, а),

или в более общем виде (заменяя число 3 в знаменателе значением q)

Сравнивая эти выражения, можно установить, что амплиту­да первой гармонической результирующей МДС при распре­деленной обмотке отличается от соответствующего значения при сосредоточенной обмотке только множителем kp1=sin(qα/2)/[qsin(α/2)],

Рис. 3. Диаграмма сложения векторов МДС катушек статора при распределенной обмотке (a, б)

называемым коэффициентом распределения обмотки для пер­вой гармонической. Этот коэффициент равен отношению век­торной суммы МДС, создаваемых катушками, расположен­ными во всех пазах данной фазы, к их алгебраической сумме. При векторном сложении амплитудных значений третьих гармонических МДС катушек Fn13, Fn23, Fn33 (рис. 3,б) амплитуда результирующей МДС F3 возрастает не так силь­но, как МДС F1, т. е. для третьих гармонических отношение амплитуд результирующей МДС к МДС одной катушки зна­чительно меньше, чем для первых гармонических. Это от­носится также ко всем высшим гармоническим МДС. Следо­вательно, распределение обмотки по нескольким пазам ослаб­ляет высшие гармонические в кривой результирующей МДС и улучшает форму поля в воздушном зазоре, приближая ее к синусоиде. В общем случае для v-й гармонической коэффициент распределения обмотки k=sin(qνα/2)/[q sin(να/2)]

где να — угол сдвига между ν-ми гармоническими МДС от­дельных катушек.

Магнитодвижущая сила при укорочении шага обмотки. Из приведенных данных следует, что при распределении обмотки происходит сильное ослабление ряда высших гар­монических (пятой, седьмой). Но некоторые гармонические ослабляются незначительно. Поэтому часто наряду с рас­пределением применяют укорочение шага обмотки, т. е. расстояние у между сторонами каждой катушки берут меньшим полюсного деления τ. В этом случае обмотку выполняют двухслойной, причем одна сторона каждой катушки находится в нижнем слое, а другая — в верхнем.

Рис. 4. Схема двухполюсной машины с двухслойной обмоткой с укороченным шагом (а) и диаграммы распределения ее МДС (б, в)

В качестве примера на (рис. 4),а показано расположение двухслойной обмотки в пазах двухполюсной машины при q = 3. Обмотка каждой фазы состоит из шести катушек. Стороны первой, второй и третьей катушек лежат в нижних слоях пазов 1, 2 и 3 и в верхних слоях пазов 2′, 3′ и 4′. Стороны четвертой, пятой и шестой катушек — в верхних слоях 2, 3 и 4 и в нижних слоях пазов 1′, 2′ и 3′. Распределе­ние МДС вдоль окружности статора для этой обмотки приведено на (рис. 4,б).

Магнитодвижущую силу Fx распределенной обмотки с укороченным шагом можно определить как сумму МДС Fx и F»x двух распределенных обмоток с диаметральным шагом и числом витков w‘ = w/2, сдвинутых относительно друг друга на угол π(1 — β), где β= y/τ — относительный шаг. Одна из этих обмоток состоит из трех катушек, расположенных в нижних слоях пазов: 1-1′, 2-2′, 3-3′; вторая обмотка—из трех катушек, расположенных в верхних слоях пазов; 2 — 2′, 3 — 3′ и 4 — 4′. Амплитуда первой гармонической результирующей МДС Fx находится путем векторного сложения амплитуд первых гармонических МДС F1 t и F1 tt указанных обмоток (рис. 4, в), значение которых при максимальном значении тока в фазе F1 = F»1 =0,45Iwkp1. При этом F1= 2F’1 sin(πβ/2)=0,9Iwkp1ky1, где ky1= sin(πβ/2) — коэффициент укорочения.

Для высших гармонических сдвиг по фазе между МДС указанных двух обмоток равен νπ(1-β). При этом коэффици­ент kyν= sinπβ/2)

Поскольку для высших гармонических ν>1, для некото­рых из них kу«1. Следовательно, укорочение шага обмоток улучшает форму распределения кривой МДС. Выбирая соот­ветствующее укорочение шага обмотки, можно полностью уничтожить одну из высших гармонических, для которой νπ(1-β) = π.

Таким образом, распределение обмотки по нескольким па­зам и укорочение ее шага способствуют приближению кривой распределения МДС, следовательно, и кривой распределения индукции к синусоидальной форме.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *