Определить количество теплоты, выделяющееся в магнитопроводе катушки индуктивности переменного тока, намотанной на замкнутый магнитопровод. По катушке с числом витков w протекает ток I промышленной частоты 50 Гц; размеры магнитопровода приведены на рисунке 2.1.
Расчет произвести для двух случаев:
1. Магнитопровод изготовлен из сплошного бруска стали. При определении количества теплоты рассчитать возможный интервал ее изменения (в соответствии с применяемой эмпирической формулой).
2. Материал магнитопровода: шихтованный из горячекатанной трансформаторной листовой стали марки 1511; толщина листа - 0,35 мм.
Коэффициент заполнения поперечного сечения, шихтованного магнитопровода принять равным 0,9.
Объяснить причину расхождения количества теплоты, выделяющейся в магнитопроводе катушки индуктивности переменного тока, намотанной на этот замкнутый магнитопровод, при различных способах изготовления магнитопровода.
Рисунок - 2.1 Геометрические размеры магнитопровода
Исходные данные: W=690, I=0,65 A, a=17 мм, b=30 мм, В=100 мм, Н=80 мм.
Найти: Р.
Ответ
Причиной расхождения количества теплоты, выделяющейся в магнитопроводе катушки индуктивности переменного тока, намотанной на замкнутый магнитопровод, при использовании сплошного и шихтованного магнитопровода объясняется лучшей теплопроводностью сплошного магнитопровода катушки индуктивности.
Решение
1 Произведем расчет для магнитопровода, изготовленного из сплошного бруска стали.
Для замкнутого сплошного магнитопровода, на который надета катушка, мощность, выделяемая в ферромагнитных нетоковедущих частях, находящихся в переменном магнитном поле, определяют по выражению:
(2.1)
Длина средней магнитной силовой линии в соответствии с рисунком 2.1:
(2.2)
Боковая поверхность магнитопровода:
(2.3)
Получаем возможный интервал изменения количества теплоты, выделяющегося в магнитопроводе катушки:
2 Произведем расчет для магнитопровода из шихтованной горячекатанной трансформаторной листовой стали марки 1511; толщина листа - 0,35 мм.
Определим массу стали в сердечнике
. Так как магнитопровод изготовлен из листовой стали, то необходимо учесть коэффициент заполнения поперечного сечения магнитопровода