ĐỒ DÙNG VÀ PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC:
Giỏo ỏn, đề cương bài giảng. Bảng, phấn và tài liệu tham khảo. Bảng, phấn và tài liệu tham khảo.
ỔN ĐỊNH LỚP Thời gian: 01 phỳt
Số học sinh
vắng………..Tờn………... ………... ………... ...
III. THỰC HIỆN BÀI HỌC:
TT NỘI DUNG GIẢNG DẠY
PHƯƠNG PHÁP TG TG Hoạt động của giỏo viờn Hoạt động của học sinh I Cỏc cụng thức cơ bản 1. Khỏi niệm
Cỏc thiết bị điện như rơle, cụng tắc tơ, khởi động từ, ỏp tụ mỏt,...đều cú bộ phận làm nhiệm vụ biến đổi từ điện năng ra cơ năng. bộ phận này gồm cú cuộn dõy và mạch từ gọi chung là cơ cấu điện từ, chia làm hai loại xoay chiều và một chiều. Để nắm được những quy luật điện từ ta xột mạch từ và phương phỏp tớnh toỏn mạch từ. Mạch từ được chia làm cỏc phần: - Thõn mạch từ. Nờu vấn đề, giảng giải Lắng nghe, suy nghĩ, ghi chộp
- Nắp mạch từ.
- Khe hở khụng khớ phụ p và khe hở khụng khớ chớnh c
- Khi cho dũng điện chạy vào cuộn dõy thỡ đi qua, từ thụng này cũng chia làm ba phần trong cuộn dõy cú từ thụng : a) Từ thụng chớnh là thành phần qua khe hở khụng khớ gọi là từ thụng làm việc lv
b) Từ thụng tản t gọi là thành phần đi ra ngoài khụng khớ xung quanh
c) Từ thụng rũ là thành phần khụng đi qua khe hở khụng khớ chớnh mà khộp kớn trong khụng gian giữa lừi và thõn mạch từ.
2.Tớnh toỏn mạch từ
Tớnh toỏn mạch từ thực chất là giải hai bài toỏn: - Bài toỏn thuận: Biết từ thụng tớnh sức từ động
F = IW
loại này gặp khi thiết kế một cơ cấu điện từ mới.
- Bài toỏn nghịch : biết sức từ động F = IW tớnh từ thụng (gặp khi kiểm nghiệm cỏc cơ cấu điện từ cú sẵn).
Để giải quyết được hai bài toỏn trờn cần phải dựa vào cỏc cơ sở lớ thuyết sau:
- Biết đường cong từ húa của vật liệu sắt từ. - Nắm vững cỏc định luật cơ bản về mạch từ. - Biết được từ dẫn khe hở.
- Sơ đồ thay thế của mạch từ và tớnh từ dẫn khe hỏe khụng khớ của mạch từ
3. Mạch từ xoay chiều
Mạch từ xoay chiều khỏc mạch từ một chiều vỡ những đặc điểm sau:
a) Trong mạch từ xoay chiều: i=i(t) nờn i = Im Sin t dũng biến thiờn cú hiện tượng từ trễ, dũng xoỏy, dũng điện chạy trong cuộn dõy phụ thuộc vào điện khỏng của cuộn dõy, mà điện khỏng phụ thuộc từ dẫn mạch từ nờn từ trở toàn mạch từ càng lớn (khe hở khụng khớ càng lớn) thỡ điện khỏng càng bộ và dũng điện trong cuộn dõy càng lớn. Khi nắp mạch từ mở dũng điện khoảng
I = (4 15)Iđm
Chỳ ý: khi đúng điện cơ cấu điện từ, phải kiểm tra nắp xem đúng chưa, nếu nắp mở cú thể làm cuộn dõy bị chỏy.
b) Lực hỳt điện từ F biến thiờn F=F(t) cú thời điểm F=0 cú thời điểm F=Fmax dẫn đến mạch từ khi làm việc bị rung, để hạn chế rung người ta đặt vũng ngắn mạch. Từ thụng biến thiờn làm xuất hiện sức điện động trong vũng ngắn mạch, trong vũng cú dũng điện mắc vũng khộp kớn, làm vũng ngắn mạch núng lờn. Gọi Wnm là số vũng ngắn mạch (thường Wnm=1). Theo định luật toàn dũng điện cú:
IW+ InmWnm =
c) Trong mạch từ xoay chiều cú tổn hao dũng xoỏy từ trễ làm núng mạch từ, cú thể xem như tổn hao trong vũng ngắn mạch. Nếu gọi Pxt là cụng suất hao tổn do dũng xoỏy và từ trễ thỡ cú thể biểu diễn dưới dạng tương đương như một vũng ngắn mạch. nm nm xt I r P 2 . d) Từ dẫn rũ quy đổi Khỏc với mạch một chiều vỡ: Sức từ động tổng F = IW sức từ động đoạn X là l x W I FX . l x W WX từ thụng mắc vũng đoạn x là yrx =Wx.frx Thuyết trỡnh Thuyết trỡnh Lắng nghe, suy nghĩ, ghi chộp Lắng nghe, suy nghĩ, ghi chộp
Cuối cựng cú Gr =
3
ql
là từ dẫn rũ trong mạch xoay chiều. Về phương phỏp tớnh toỏn mạch từ xoay chiều cũng giống ở mạch từ một chiều nhưng phải lưu ý bốn đặc điểm trờn. Vớ dụ mạch từ xoay chiều như hỡnh minh họa:
Khi vẽ mạch từ đẳng trị phải xột đến tỏc dụng của vũng ngắn mạch, tổn hao dũng xoỏy và từ trễ.
- Khi nắp đúng, bỏ qua từ thụng rũ nhưng phải kể đến từ trễ và từ khỏng mạch từ nờn dạng như hỡnh minh họa a.
- Khi nắp mạch từ mở, cú thể bỏ qua từ trở và từ khỏng của mạch từ, nhưng phải xột đến từ thụng rũ cho nờn mạch từ đẳng trị cú dạng như hỡnh minh họa b.
Hỡnh vẽ
4. CÁC VẬT LIỆU SẮT TỪ
a. Vật liệu từ mềm
Vật liệu từ mềm được sử dụng làm mạch từ của cỏc thiết bị và dụng cụ điện cú từ trường khụng đổi hoặc biến đổi.
Vật liệu từ mềm là từ trường khử từ HK nhỏ (dưới 400 A/m), độ từ thẩm lớn và tổn hao từ trễ nhỏ. Vật liệu sắt từ mềm gồm cú thộp kỹ thuật, thộp ớt cỏcbon, thộp lỏ kỹ thuật
Thuyết trỡnh, trực quan trực quan hỡnh vẽ, đàm thoại Thuyết trỡnh Lắng nghe, suy nghĩ, ghi chộp Lắng nghe, suy nghĩ, ghi
điện, hợp kim sắt - niken (pecmaloi) và ferit.
-. Thộp kỹ thuật (gồm cả gang) được dựng làm từ trường trong mạch từ khụng đổi. Thộp kỹ thuật cú cường độ từ cảm bóo hoà cao (tới 2,2 Tesla), hằng số từ thẩm lớn và cường độ khử từ nhỏ.
- Thộp lỏ kỹ thuật điện là hợp chất sắt-silic (1-4%Si). Silic cải thiện đặc tớnh từ của sắt kỹ thuật: tăng hằng số từ thẩm, giảm cường độ khử từ, tăng điện trở suất (để giảm dũng điện Fucụ hay dũng điện xoỏy).
- Pecmaloi là hợp kim sắt - niken (22%Ni), ngoài ra cũn cú một số tạp chất: Molipden, crụm, silic, nhụm. Pecmaloi cú hằng số từ thẩm lớn gấp 10-50 lần so với thộp lỏ kỹ thuật điện, chỉ cần một cường độ từ trường nhỏ vài phần đến vài chục phần trăm A/m, thộp đó đạt tới cường độ từ cảm bóo hoà.
- Ferit là vật liệu sắt từ gồm cú bột oxýt sắt, kẽm và một số nguyờn tố khỏc. Khi chế tạo, hỗn hợp được ộp trong khuụn với cụng suất lớn và nung đến nhiệt độ khoảng 12000C, thành phẩm sẽ cú dạng theo ý muốn. Ferit cú điện trở suất rất lớn, thực tế cú thể coi gần như khụng dẫn điện, nờn dũng điện xoỏy chạy trong ferit rất nhỏ. Bởi vậy cho phộp dựng ferit làm mạch từ của từ trường biến thiờn với tần số cao. Ferit niken- kẽm bằng cỏch nhiệt phõn muối, gọi là Oxyfe. Ferit và Oxyfe cú hằng số từ thẩm ban đầu lớn, từ dư nhỏ (0,18-0,32 Tesla) và từ trường khử từ nhỏ (8-80 A/m). Chỳng được sử dụng rất rọng rói làm mạch từ của cỏc linh kiện điện tử, khuếch đại từ, mỏy tớnh,....
b. Vật liệu từ cứng
Vật liệu từ cứng được dựng để chế tạo nam chõm vĩnh cửu. Đặc điểm của loại này là cú từ dư lớn. Thành phần, từ dư và trường khử từ của một số vật liệu từ cứng cho ở bảng .
Thuyết trỡnh chộp chộp Lắng nghe, suy nghĩ, ghi chộp III Thực hành.