Bài giảng Chương 5: Cơ cấu điện từ và nam châm điện

Bài giảng Khí cụ điện - Chương 5: Cơ cấu điện từ và nam châm điện cung cấp cho người học các kiến thức: Khái niệm chung cơ cấu điện từ, phân loại cơ cấu điện từ, nam châm điện, đại cương về nam châm điện, tính lực hút điện từ theo công thức Maxwell,... Mời các bạn cùng tham khảo.

CHƯƠNG : CƠ CẤU ĐIỆN TỪ VÀ NAM CHÂM ĐIỆN KHÁI NIỆM CHUNG CƠ CẤU ĐIỆN TỪ Caïc thiãút bë råle, cäng tàõc tå, khåíi âäüng tỉì, ạptämạt, âãưu cọ bäü pháûn lm nhiãûm vủ biãún âäøi tỉì âiãûn nàng cå nàng Bäü pháûn ny gäưm cọ : cün dáy v mảch tỉì gi chung l cå cáúu âiãûn tỉì Mảch tỉì chia lm cạc pháưn chênh sau âáy :  Thán mảch tỉì Nàõp mảch tỉì   Khe håí khäng khê chênh  KHÁI NIỆM CHUNG CƠ CẤU ĐIỆN TỪ t  r Hỗnh : Kóỳt cỏỳu maỷch tổỡ 1.Thỏn mảch tỉì; Nàõp mảch tỉì ;3 Cün dáy KHÁI NIỆM CHUNG CƠ CẤU ĐIỆN TỪ Khi cho doìng âiãûn chaỷy qua cuọỹn dỏy thỗ cuọỹn dỏy coù tổỡ thäng  âi qua, tỉì thäng ny cng chia lm thnh pháưn : Tỉì thäng chênh  : l tỉì thäng âi qua khe håí khäng khê chênh, âọ cng l tỉì thäng lm viãûc ca cå cáúu âiãûn tỉì Tỉì thäng tn t : l tỉì thäng âi ngoi khe håí khäng khê chênh Tỉì thäng r r : l tỉì thäng khẹp vng qua cün dáy l thnh pháưn khäng âi qua khe håí khäng khê chênh m khẹp kên khäng gian giỉỵa li v thán mảch tỉì PHÂN LOẠI CƠ CẤU ĐIỆN TỪ Phán theo cháút ca ngưn âiãûn Cå cáúu âiãûn mäüt chiãưu   Cå cáúu âiãûn tỉì xoay chiãưu Theo cạch näúi cün dáy vo ngưn âiãûn  Nọỳi nọỳi tióỳp Nọỳi song song Theo hỗnh daỷng mảch tỉì:  Mảch tỉì hụt cháûp (thàóng)  Mảch tỉì hụt xoay (quanh mäüt trủc hay mäüt cảnh), mảch tỉì hụt kiãøu pittäng CÁC ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN CỦA MẠCH TỪ Âënh luáût Äm : Trong mäüt phán âoản ca mảch tỉì, tỉì ạp råi trãn bàòng têch giỉỵa tỉì thäng v tỉì tråí hồûc thỉång giỉỵa tỉì thäng v tỉì dáùn : Âënh lût Kiãúckhäúp I : Trãn mi âiãøm ca mảch tỉì, täøng tỉì thäng vo bàòng täøng tỉì thäng : Âënh lût Kiãúckhäúp II : Trong mäüt mảch tỉì khẹp kên, täøng tỉì ạp ca cạc âoản mảch bàòng täøng sỉïc tỉì âäüng : CÁC ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN CỦA MẠCH TỪ Âënh lût bo ton dng âiãûn : Têch phán âỉåìng ca cỉåìng âäü tỉì trỉåìng theo vng tỉì khẹp kên bàòng täøng s.t.â ca vng tỉì âọ : Âënh lût ton dng âiãûn cọ thãø biãún âäøi sau : hồûc : v âáy cng chênh l âënh lût Kiãúckhäúp II våïi mảch tỉì khẹp kên NAM CHÂM ĐIỆN ĐẠI CƯƠNG VỀ NAM CHÂM ĐIỆN i  N S N i S N S Nam chám âiãûn ĐẠI CƯƠNG VỀ NAM CHÂM ĐIỆN Dng âiãûn chảy cün dáy s sinh tỉì trỉåìng Váût liãûu sàõt tỉì âàût tỉì trỉåìng ny s bë tỉì họa v cọ cỉûc ngỉåüc lải våïi cỉûc ca cün dáy, cho nãn s bë hụt vãư phêa cün dáy Nãúu âäøi chiãưu dng âiãûn cün dáy thỗ tổỡ trổồỡng cuọỹn dỏy cuợng õọứi chióửu vaỡ váût liãûu sàõt tỉì bë tỉì họa cọ cỉûc ngỉåüc våïi cỉûc cün dáy, cho nãn chiãưu lỉûc huùt khọng õọứi Trong quaù trỗnh laỡm vióỷc nừp maỷch tỉì chuøn âäüng, khe håí khäng khê giỉỵa nàõp v li thay âäøi nãn lỉûc hụt âiãûn tỉì cng thay âäøi THEO PHƯƠNG PHÁP CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG c d b a i1 i2 i THEO PHƯƠNG PHÁP CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG Tỉì âäư thë ta tháúy quan hãû giỉỵa tỉì thäng mọc vng v dng âiãûn i, cọ phi tuún Tênh lỉûc hụt âiãûn : Khi cung cỏỳp nng lổồỹng cho cồ cỏỳu õióỷn tổỡ thỗ nàõp ca mảch tỉì âỉåüc hụt vãư phêa li, khe håí khäng khê åí giỉỵa nàõp v li gim dáưn ỈÏng våïi vë trê ban âáưu ca nàõp mảch tỉì cọ: ỈÏng våïi vë trê cúi cọ: THEO PHƯƠNG PHÁP CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG Nàng lỉåüng tỉì trỉåìng åí vë trê âáưu s l: := diãûn têch Váûy nàng lỉåüng láúy thãm tỉì ngoi vo âãø nàõp mảch tỉì chuyóứn õọỹng laỡ: : = dióỷn tờch hỗnh thang Theo âënh lût cán bàòng nàng lỉåüng cọ: Trong âọ l nàng lỉåüng lm nàõp chuøn âäüng tỉì vë trê âãún vë trê = diãûn têch tam giaïc cong oad Nãúu gi thiãút mảch tỉì chỉa bo âỉåìng âàûc chè xẹt åí âoản tuún THEO PHƯƠNG PHÁP CN BNG NNG LNG Ta coù: Vỗ coù: ỷt: Daỷng vi phán : Váûy lỉûc hụt âiãûn tỉì s l: THEO PHƯƠNG PHÁP CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG Ta xeït hai trỉåìng håüp sau: a Trỉåìng håüp I = const thỗ Ta coù : Coù : L = W2G Trong âọ : G l tỉì dáùn ca mảch tỉì W l säú vng ca cün dáy Ta cọ : THEO PHƯƠNG PHÁP CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG b Trỉåìng håüp = const thỗ Ta coù : nón NAM CHM ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ VÒNG CHỐNG RUNG NAM CHÂM ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ VÒNG CHỐNG RUNG Nam chám âiãûn xoay chiãưu NAM CHÂM ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ VỊNG CHỐNG RUNG Khi cung cáúp dng âiãûn xoay chiãưu i = Imsin(wt) thỗ mach seợ xuỏỳt hióỷn : Ta coù : Ta thay : suy : Âàût l thnh pháưn lỉûc hụt khäng âäøi theo thåìi gian :l thnh pháưn lỉûc thay âäøi theo thåìi gian Ta cọ: Fdt = Fkd + Fbd NAM CHÂM ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ VÒNG CHỐNG RUNG Váûy lỉûc hụt âiãûn tỉì biãún âäøi theo táưn säú gáúp âäi táưn säú ca ngưn âiãûn (2w) thồỡi õióứm B = thỗ Fdt = lổỷc loỡ xo Flx > Fdt thỗ nừp bở keùo nhaớ nhổợng thồỡi õióứm Flx < Fdt thỗ nàõp âỉåüc hụt vãư phêa li Nhỉ váûy mäüt chu k nàõp bë hụt nh hai láưn nghéa l nàõp bë rung våïi táưn säú 100Hz nãúu táưn säú ngưn âiãûn l 50Hz NAM CHÂM ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ VỊNG CHỐNG RUNG Âãø chäúng hiãûn tỉåüng rung ny, ta phi lm cho lỉûc hụt âiãûn tỉì Fdt åí mi thåìi âiãøm phi låïn hån lỉûc Flx Mún Fdt> Flx ngỉåìi ta tảo tỉì thäng lãûch pha mảch tỉì, bàòng cạch âàût vng chäúng rung thỉåìng bàòng âäưng v cọ mäüt vng Vng ngàõn mảch Nam chám âiãûn xoay chiãưu NAM CHÂM ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ VỊNG CHỐNG RUNG Ngun lê lm viãûc ca vng chäúng rung : Khi tỉì thäng  âi qua cỉûc tỉì s chia lm hai thnh pháưn 1 v 2 1 l thnh pháưn khäng âi qua pháưn cỉûc tỉì cọ vng chäúng rung, 2 âi qua pháưn cọ vng chäúng rung Khi cọ tỉì thäng 2 biãún thiãn âi qua, vng chäúng rung s xút hiãûn dng âiãûn cm ỉïng icỉï chảy khẹp mảch vng Dng icỉï s sinh mäüt tỉì trỉåìng cọ tạc dủng chäúng lải sỉû biãún thiãn ca 2 nãn lm 2 cháûm pha so våïi 1 mäüt goïc  NAM CHÂM ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ VÒNG CHỐNG RUNG  n  NAM CHÂM ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ VÒNG CHỐNG RUNG Lỉûc âiãûn tỉì sinh s cọ hai thnh pháưn : Tỉì thäng 1 sinh lỉûc: F1 = F10 - F10 cos2t Tỉì thäng 2 sinh lỉûc : F2 = F20 - F20 cos(2t-2 ) Lỉûc hụt âiãûn tỉì täøng F l : F = F1 + F2 = (F01 + F02) - [F01cos2t + F02 cos(2t - 2)] Qua âọ ta tháúy ràòng lỉûc hụt âiãûn tỉì F1 v F2, khäng âäưng thåìi âi qua trë säú 0, âọ lỉûc hụt âiãûn tỉì täøng F âỉåüc náng cao lm cho mi thåìi âiãøm t, lỉûc F > Flx nãn nàõp mảch tỉì s khäng rung nỉỵa NAM CHÂM ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ VỊNG CHỐNG RUNG Âiãưu kiãûn chäúng rung:   Thnh pháưn lỉûc khäng âäøi: Fkâ = F01 + F02 Thnh pháưn lỉûc hụt biãún âäøi l : Trong trỉåìng håüp l tỉåíng Fbõ = thỗ cồ cỏỳu khọng coỡn rung Muọỳn váûy ta phi tho mn hai âiãưu kiãûn F01 = F02 thỗ : goùc luùc õoù hóỷ sọỳ rung Trong thỉûc tãú chè cọ thãø tảo âỉåüc  = 50o-80o ... = const thỗ Ta coù : nón NAM CHÂM ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ VÒNG CHỐNG RUNG NAM CHÂM ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ VÒNG CHỐNG RUNG Nam chám âiãûn xoay chiãưu NAM CHÂM ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ VỊNG CHỐNG RUNG Khi cung... thay âäøi nãn lỉûc hụt âiãûn tỉì cng thay âäøi TÍNH LỰC HÚT ĐIỆN TỪ NAM CHÂM ĐIỆN TÍNH LỰC HÚT ĐIỆN TỪ NAM CHÂM ĐIỆN Lỉûc hụt âiãûn tỉì cu nam chám âiãûn mäüt chiãưu thỉåìng âỉåüc theo phỉång phạp... âënh lût Kiãúckhäúp II våïi mảch tỉì khẹp kên NAM CHÂM ĐIỆN ĐẠI CƯƠNG VỀ NAM CHÂM ĐIỆN i  N S N i S N S Nam chám âiãûn ĐẠI CƯƠNG VỀ NAM CHÂM ĐIỆN Dng âiãûn chảy cün dáy s sinh tỉì trỉåìng Váût