lực điện động

 Lực đó gọi là lực điện động, chiều của lực điện động được xác định theo quy tắc bàn tay trái  Ở trạng thái làm việc bình thường, trị số của dòng điện không lớn nên LĐĐ sinh ra không

Trang 1

CHƯƠNG 4

LỰC ĐIỆN ĐỘNG

Trang 2

KHÁI NIỆM CHUNG

 Một vật dẫn đặt trong từ trường, khi có dòng điện I

chạy qua sẽ chịu tác động của một lực.

 Lực này có xu hướng làm biến dạng hoặc chuyển

dời vật dẫn để từ thông xuyên qua nó là lớn nhất

 Lực đó gọi là lực điện động, chiều của lực điện

động được xác định theo quy tắc bàn tay trái

 Ở trạng thái làm việc bình thường, trị số của dòng

điện không lớn nên LĐĐ sinh ra không đủ lớn để có thể làm ảnh hưởng đến độ bền vững kết cấu của thiết bị

Trang 3

lớn nhất khi trị số tức thời của dòng điện đạt lớn nhất,

và được gọi là dòng điện xung kích

tính theo công thức như sau :

Trang 4

đến ảnh hưởng của thành phần không chu kỳ và thường

xác lập

bị trong trường hợp này để khi tính chọn thiết bị phải đảm bảo độ bền điện động Độ bền điện động của thiết

bị là khả năng chịu được LĐĐ do dòng ngắn mạch sinh

ra

Trang 5

CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN

Trang 6

CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN

Việc tính toán LĐĐ thường được tiến hành theo 2 phương pháp :

Trang 7

TÍNH TOÁN THEO ĐỊNH LUẬT

i1β

M

dl2

i2

d H

Trang 8

BIO-XAVA-LAPLACE

(A) đi qua, được đặt trong từ trường với từ cảm B (T) như

Lực điện động tác dụng lên đoạn mạch vòng với

dl B

i dF

Trang 9

Nếu mạch vòng nằm trong môi trường có độ từ

không khí, việc xác định từ camí B tương đối thuận tiện khi sử dụng định luật Bio - Xava - Laplace

Trang 10

Theo định luật này cường độ từ trường dH tại điểm M

khoảng r, được xác định theo công thức :

2

4

π

α

=

Trang 11

0 0

.4

2

2 7

7 sin sin

10

l l

r

dl

dl i

i

Trang 12

Vậy :

Hướng của lực F được xác định theo tích vectơ của

i và B Trong trường hợp đơn giản, hướng của vectơ từ cảm xác định theo quy tắc vặn nút chai, còn hướng lực điện động theo quy tắc bàn tay trái

Lực điện động sẽ được tính bằng phương pháp này nếu dễ dàng tính được hệ số kết cấu K C

l l

r

dl dl

β α

C

K i

i

F = 10−7. 1. 2 .

Trang 13

TÍNH TOÁN THEO PHƯƠNG PHÁP

CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG

Năng lượng điện từ của một hệ mạch vòng gồm 2 dây dẫn có dòng điện đi qua được mô tả bằng phương trình

M là hỗ cảm của 2 mạch vòng (H)

2 1

2 2 2

2 1

2

1 2

1

i i M i

L i

L

Trang 14

TÍNH TOÁN THEO PHƯƠNG PHÁP

CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG

Nếu chỉ có mạch vòng với điện cảm L và dòng điện

i thì LĐĐ tác dụng lên mạch vòng (do dòng điện chạy trong nó sinh ra) được tính theo công thức :

x

W F

x

iW x

W F

x

M i

i x

W F

Trang 15

HƯỚNG CỦA LỰC ĐIỆN ĐỘNG

F

i1F

i1

Trang 16

TÍNH TOÁN LỰC ĐIỆN ĐỘNG GIỮA

2 THANH DẪN SONG SONG CÓ DÒNG ĐIỆN

Xét hai dây dẫn song song có đường kính rất bé so

Trang 17

= −

l

a l

a a

l i i F

2 2

1

7 2 1 10

C

K i i

=

l

a l

a a

l

K c

2

1 2

1

<<

l

a

Trang 18

i

F = 10−7 1 2

Trang 19

XOAY CHIỀU

Trang 20

TÍNH TOÁN LỰC ĐIỆN ĐỘNG

XOAY CHIỀU 1 PHA

Ở chế độ xác lập, dòng điện chỉ có thành phần chu

kỳ theo quy luật :

thì LĐĐ giữa hai dây dẫn có dạng :

trong đó là trị biên độ của LĐĐ, Im là trị biên độ của dòng điện.

Ta nhận thấy rằng, LĐĐ có hai thành phần, thành phần không đổi F1 và thành phần biến đổi F2 :

t I

i = 2 sin ω = m sin ω

) 2 cos 1

( 2

1

sin

F = − C m ω = m − ω

2 7

F

F m m cos 2

2 2

2

=

Trang 21

số của dòng điện Trong một chu kỳ, trị số trung bình của LĐĐ là :

Đồ thị của LĐĐ và dòng điện theo thời gian được cho ở hình

Ở chế độ quá độ, dòng điện gồm 2 thành phần : chu kỳ

và không chu kỳ :

2 7

0

10 10

2

1 2

2

1

I K I

K

F dt

F

T tb

I

i = m −t T − ω

Trang 22

Sau thời gian , dòng điện trong mạch đạt trị số lớn nhất, còn là trị số xung kích của dòng điện :

trong đó hệ số xung kích :

vào T; nếu T lớn (L lớn, R bé ) thì KXK lớn Thông

T m

10 24 , 3 )

(

m C m

XK C

F

Trang 23

Quan hệ giữa dòng điện, LĐĐ theo thời gian được trình bày ở hình khi kể đến thành phần không chu kỳ của dòng điện

Từ (**) ta nhận thấy rằng, LĐĐ khi có cả thành phần không chu kỳ tăng lên 3,24 lần so với LĐĐ chỉ có thành phần chu kỳ

Sau khi thành phần không chu kỳ tắt (sau khoảng từ 4 đến 5 chu kỳ), LĐĐ chỉ còn do dòng điện chu kỳ tạo

Trang 24

Xét ba dây dẫn của ba pha nằm trong cùng một mặt

không kể đến thành phần không chu kỳ thì dòng điện ở

4

sin(

) 3

2

sin(

sinω = ω − π = ω − π

Trang 25

TÍNH TOÂN LỰC ĐIỆN ĐỘNG

trong đó : , với l là chiều dài của dây dẫn; a là khoảng cách giữa hai pha cạnh nhau

) 3

2

sin(

sin

2 1

π ω

4

sin(

.

sin 2

1

π ω

4

sin(

) 3

2

sin(

2 1

π ω

−

=

2 1

2

1 ; 0 , 055 805

Trang 26

ĐỘ BỀN ĐIỆN ĐỘNG CỦA THIẾT BỊ

Khi bị ngắn mạch, LĐĐ do dòng ngắn mạch sinh ra khá lớn, có thể gây ra hỏng hóc các thiết

bị điện Khả năng chịu LĐĐ lớn nhất của thiết bị điện chính là độ bền điện động của thiết bị điện :

FTBĐ : khả năng chịu lực (độ bền) của thiết bị điện.

FLĐĐmax : là trị số lớn nhất của LĐĐ do dòng điện ngắn, mạch sinh ra khi đi qua thiết bị điện.

LDDmaî

Trang 27

ĐỘ BỀN ĐIỆN ĐỘNG CỦA THIẾT BỊ

Vậy độ bền điện động của thiết bị điện được cho dưới dạng dòng ngắn mạch xung kích

Khi chọn thiết bị điện đóng cắt, phải kiểm tra xem dòng ngắn mạch đi qua thiết bị đó, có bé hơn dòng xung kích cho phép hay không, nếu không đạt phải chọn thiết bị có dòng xung kích lớn hơn.

Định dạng
Số trang	27
Dung lượng	403 KB