Hình 3.4 biểu diễn một thanh dẫn chuyển động trong từ trường của một nam châm vĩnh cửụ
Khi thanh dẫn chuyển động thẳng góc với các đường sức, của từ trường, trong thanh dẫn sẽ cảm ứng sức điện động e và có trị số:
e = B.l.v (3.3) trong đó: B – cường độ từ cảm đo bằng T (Tesla).
l – chiều dài hiệu dụng của thanh dẫn (phần thanh dẫn nằm trong từ trường), đo bằng m.
v – tốc độ thanh dẫn đo bằng m/s.
Còn chiều của sức điện động cảm ứng được xác định theo quy tắc bàn tay phải (hình 3.4).
3.2.2. Định luật lực điện từ
Khi một thanh dẫn có dịng điện chạy qua đặt thẳng góc với các đường sức từ trường (hình 3.5), thanh dẫn sẽ chịu tác
dụng của lực điện từ có trị số:
F=B.l.i (3.4) trong đó: B - cường độ từ cảm, đơn vị T(tesla)
l - chiều dài hiệu dụng của thanh dẫn
(m)
i - dòng điện đo bằng A (Ampe) F - lực điện từ đo bằng N (Niutơn). Còn chiều lực điện từ được xác định theo quy tắc bàn tay trái (hình 3.5).
Hình 3.4. Quy tắc bàn tay phải
3.2.3. Định luật mạch từ
Trong các máy điện, lõi thép là mạch từ của máỵ Mạch từ được dùng
để dẫn từ thông, và là mạch khép kín. Hình 3.6 là một mạch từ đơn giản: đó là mạch từ đồng nhất bằng thép kỹ thuật điện có một dây quấn với W
vòng.
Áp dụng định luật dịng điện tồn phần
∫Hdl=∑i
vào mạch từ này, ta có: Hl = Wi Trong đó:
H - cường độ từ trường trong mạch từ đo bằng A/m,
l - chiều dài trung bình của mạch từ đo bằng m
W - số vòng dây của cuộn dây,
i - là dịng từ hố (tạo ra từ thơng cho mạch từ) đo bằng A Tích Wi được gọi là sức từ động.
Hl được gọi là từ áp rơi trong mạch từ.
Trong trường hợp mạch từ gồm nhiều cuộn dây và gồm nhiều đoạn khác nhau (tiết diện khác nhau hoặc vật liệu khác nhau) (hình 3.7), thì định luật mạch từ sẽ là:
H1l1 + H2l2 = W1i1 - W2i2
ở đây: H1, H2 tương ứng là cường độ từ trường trong đoạn 1 và 2.
l1, l2 - chiều dài trung bình
đoạn 1 và 2,
H1l1 - từ áp đoạn 1; H2l2 - từ áp đoạn 2
i1W1 - sức từ động dây quấn W1 vòng
i2W2 - sức từ động dây quấn W2 vòng
s1 - tiết diện đoạn 1 tính bằng m2 s2 - tiết diện đoạn 2 tính bằng m2
Hình 3.6. Mạch từ đồng nhất
Có dấu trừ trước W2i2 vì dịng i2 khơng phù hợp với từ thông Φ đã chọn theo quy tắc vặn nút chaị
Tổng quát:
Với mạch từ có n đoạn và m cuộn dây, định luật mạch từ viết là: ∑ ∑ = = = m j j j n k k kl W i H 1 1 (3.5)
Trong đó: - dòng điện ij nào có chiều phù hợp với chiều từ thông đã chọn theo quy tắc vặn nút chai sẽ lấy dấu dương, ngược lại sẽ lấy dấu âm,
- k là chỉ số đoạn mạch thứ k - j là chỉ số cuộn dây thứ j.
CHƯƠNG IV- MÁY BIẾN ÁP
Để biến đổi điện áp của dòng xoay chiều (tăng hoặc giảm) người ta dùng máy biến áp. Máy biến áp là thiết bị điện từ tĩnh, làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ dùng biến đổi điện áp của dòng xoay chiều (tăng hoặc giảm) nhưng không làm thay đổi tần số của nó.
4.1. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA MÁY BIẾN ÁP 4.1.1. Cấu tạo của máy biến áp 4.1.1. Cấu tạo của máy biến áp
Máy biến áp có 2 bộ phận chính là: lõi thép và dây quấn. Ngồi ra cịn các phần phụ khác.
1. Lõi thép
Lõi thép của máy biến áp được chế tạo bằng những vật liệu có độ dẫn từ cao vì nó được dùng để dẫn từ thơng chính trong máỵ Thường dùng vật liệu là thép kỹ thuật điện (cịn gọi là tơn silic). Để giảm tổn hao do dịng điện xốy trong lõi, người ta không làm lõi thép thành khối liền mà dùng các lá thép có chiều dày từ 0,3mm - 0,5mm, có phủ cách điện ghép lại tạo thành các hình dạng khác nhau như hình chữ nhật, hình xuyến, hình , v.v.. (hình 4.1).
Lõi thép được chia làm hai phần: phần có quấn dây gọi là trụ từ; phần lõi thép khép kín mạch từ gọi là gông từ.