Сколько витков должна иметь вторичная обмотка трансформатора чтобы пов… — Учеба и наука

Ответы

21. 01.17

Михаил Александров Читать ответы

Андрей Андреевич Читать ответы

Владимир Читать ответы

Посмотреть всех экспертов из раздела Учеба и наука > Физика

Пользуйтесь нашим приложением

Вектор напряженности магнитного поля — компания «УСС-Электро»

I 1 = 5 A , I 2 = 2 A , I 3 = 10 A , I 4 = 1 A .

Индукция магнитного поля – это свойство силы. Индукция описывает силу, с которой магнитное поле действует на заряд, движущийся в этом поле с заданной скоростью.

Напряженность поля описывает плотность линий поля (линий магнитной индукции).

Физический смысл напряженности магнитного поля

В вакууме или при отсутствии магнитной среды (например, воздуха) напряженность магнитного поля совпадает с магнитной индукцией до коэффициента μ 0 .

В средах, способных намагничиваться (магнетиках), сила имеет смысл “внешнего поля”. Он совпадает с вектором магнитной индукции, что было бы так, если бы не было магнетита.

Тогда напряженность магнитного поля определяется по формуле

H	напряженность магнитного поля внутри цилиндрической катушки,	Ампер/метр
I	ток в катушке,	Амперы
n	количество витков,	Amp
l	длина катушки (т. е. линии поля в области однородного поля),	счетчик

тогда напряженность магнитного поля определяется по формуле

Произведение I-n часто называют числом амперных витков.

Длина провода катушки l1=250∙0,0628м =15,7м.

Содержание

Интенсивность магнитного поля. Намагничивающая сила

Вокруг провода или катушки с электрическим током всегда существует магнитное поле. Магнитное поле постоянного магнита обусловлено движением электронов по своим орбитам в атоме.

Магнитное поле характеризуется своей напряженностью. Напряженность H магнитного поля подобна механической силе. Это векторная величина, т.е. она имеет свою величину и направление.

Магнитное поле, т.е. пространство вокруг магнита, можно увидеть заполненным магнитными линиями, которые, в общем, простираются от северного полюса магнита и входят в южный полюс (рис. 1). Касательные к магнитной линии показывают направление напряженности магнитного поля.

Напряженность магнитного поля больше там, где магнитные линии плотнее (на полюсах магнита или внутри катушки с током).

Чем больше магнитное поле вблизи проводника (или внутри катушки), тем больше ток I и число витков ω катушки.

Чем больше произведение I∙ω и чем меньше длина магнитной линии, тем больше напряженность магнитного поля H в любой точке пространства:

Из уравнения следует, что единицей измерения напряженности магнитного поля является ампер на метр (А/м).

Для любой магнитной линии в данном однородном поле произведение h2∙l1=h3∙l2=. =H∙l=I∙ω равны (рис. 1).

Произведение H∙l в магнитных цепях аналогично напряжению в электрических цепях и называется магнитным напряжением, а взятое по всей длине линии магнитной индукции называется намагничивающей силой (н.с.) Fm: Fm=H∙l=I∙ω.

Намагничивающая сила Fm измеряется в амперах, но в технической практике вместо ампер используется название амперы, чтобы подчеркнуть, что Fm пропорциональна току и числу витков.

Для цилиндрической катушки без сердечника, длина которой намного больше диаметра (l≫d), магнитное поле внутри катушки можно считать однородным, т.е. имеющим одинаковую напряженность магнитного поля H во всем внутреннем пространстве катушки (рис. 1). Поскольку магнитное поле вне такой катушки намного слабее, чем внутри нее, внешним магнитным полем можно пренебречь, и для расчетов предполагается, что напряженность магнитного поля равна произведению напряженности поля внутри катушки на длину катушки.

Полярность магнитного поля провода и катушки с током определяется правилом отвертки. Если направление движения буры совпадает с направлением тока, то направление вращения ручки буры будет указывать на направление магнитных линий.

1 Через катушку из 2000 витков течет ток силой 3 А. Какова н.с. катушки?

Fm=I∙ω=3∙2000=6000 A. Намагничивающая сила катушки равна 6000 ампер.

2. катушка с 2500 витками должна иметь номинальный ток 10000 A. Какой ток должен протекать через него?

3. через катушку течет ток I=2 A. Сколько витков должна иметь катушка, чтобы обеспечить ток 8000 А?

4. Внутри катушки длиной 10 см и 100 витков должна быть обеспечена напряженность магнитного поля H=4000 А/м. Какой ток должен протекать через катушку?

Намагничивающая сила Fm=H∙l=I∙ω. Следовательно, 4000 А/м ∙0,1 м =I∙100; I=400/100=4 А.

5. Диаметр катушки (соленоида) D=20 мм, а ее длина l=10 см. Катушка намотана медным проводом диаметром d=0,4 мм. Какова напряженность магнитного поля внутри катушки, если она включена при напряжении 4,5 В?

Количество витков без изоляции ω=l∶d=100∶0,4=250 витков.

Длина катушки π∙d=3,14∙0,02 м = 0,0628 м.

Длина провода катушки l1=250∙0,0628м =15,7м.

Активное сопротивление катушки r=ρ∙l1/S=0,0175∙(4∙15,7)/(3,14∙0,16)=2,2 Ом.

Ток I=U/r=4,5/2,2=2,045 A ≈2 A.

Напряженность магнитного поля внутри катушки H=(I∙ω)/l=(2∙250)/0,1=5000 А/м.

Определите напряженность магнитного поля на расстояниях 1, 2, 5 см от прямого провода, по которому течет ток I=100 А.

h2=100/(2∙3.14∙0.01)=1590 А/м; h3=795 А/м; h4=318 А/м.

Если вам понравилась эта статья, пожалуйста, поделитесь ею в своих социальных сетях. Это очень поможет нашему сайту развиваться!

Напряженность магнитного поля необходим для определения магнитной индукции поля, создаваемого токами различной конфигурации в различных средах. Напряженность магнитного поля характеризует магнитные поля в вакууме.

Напряженность магнитного поля

Напряженность магнитного поля необходим для определения плотности магнитного потока поля, создаваемого токами различной конфигурации в различных средах. Напряженность магнитного поля характеризует магнитные поля в вакууме.

Напряженность магнитного поля [H] – это отношение плотности магнитного потока к проницаемости среды

Напряженность магнитного поля является векторной величиной. В Международной системе единиц единицей напряженности магнитного поля считается один ампер на метр.

Напряженность магнитного поля (уравнение) это векторная физическая величина, равная:

Напряженность магнитного поля в системе СИ – это ампер на метр (А/м).

Векторы индукции (B) и напряженности магнитного поля (H) имеют одинаковое направление. Если кто-то знает напряженность магнитного поля в данной точке можно определить индукцию поля в этой точке.

Напряженность магнитного поля зависит только от тока, протекающего в проводнике, и его геометрии.

Обобщив экспериментальные данные французских физиков Био и Саварта, Лаплас (французский математик) предложил формулу, с помощью которой можно рассчитать напряженность поля, создаваемого элементом тока в точке, расположенной на расстоянии r от этого элемента.

В изотропной среде формула (1) преобразуется к виду:

Закон Био-Савари-Лапласа

Это самый важный закон в электромагнетизме. Он определяет вектор интенсивности $dв любой точке магнитного поля, создаваемого в вакууме элементарным проводником длины dl с постоянным током I:

где $d барвектор проводящего элемента, равный по модулю длине проводника, направление совпадает с направлением тока; $barвектор радиуса от данного элементарного проводника до точки, где рассматривается поле; $r=|bar|$ .

Вектор $d barперпендикулярна плоскости, на которой лежат векторы $d$d и $bar$, и направлена так, что из ее конца вектор $d$ по кратчайшему пути до выравнивания по вектору $barСША по часовой стрелке. Чтобы найти направление вектора $d bar$ можно использовать, используя правило буравчика (поверните буравчик (винт) так, чтобы его поступательное движение совпадало с направлением тока, тогда направление, в котором вращается рукоятка винта, совпадает с направлением вектора напряженности поля, создающего ток).

Закон Био-Савари-Лапласа позволяет рассчитать величину общей напряженности магнитного поля, создаваемого током, протекающим через проводник любой формы.

Чтобы найти полную напряженность магнитного поля, которое создается в данной точке под действием тока I, протекающего по проводнику l, необходимо векторно просуммировать все элементарные напряженности $d$, генерируемая элементами проводника, и определяется из уравнения (4).

Иногда мы получаем довольно забавные образы прямо из мира, который мы не можем испытать из-за ограниченности нашего восприятия. Но, возможно, они подскажут вам идеи, как использовать их в новом качестве и для новых целей.

Визуализация силы магнитного поля

Увидеть само магнитное поле и распределение его напряженности в пространстве стало проще благодаря современным магниточувствительным материалам – магнитным жидкостям и пленкам. Конечно, можно было бы получить немного железных опилок с помощью стального напильника, чтобы повторить эксперименты с магнитами из средневековых времен. Современные высокотехнологичные решения делают их многоразовыми без непроизводительной передачи материала.

Иногда довольно забавные образы получаются прямо из мира, который нам не суждено испытать из-за ограниченности нашего восприятия. Но, возможно, они дадут вам идеи для использования их в новом качестве и для новых целей.

Не менее интересны эксперименты, направленные на воспроизведение шума переориентации магнитных доменов, известного как эффект Баркгаузена. В таких экспериментах обычно используется катушка металлической проволоки и помещенное в нее тело из легко намагничивающегося материала. Катушка подключается к усилителю, чтобы услышать шум, создаваемый при переориентации доменов. Когда тело намагничено, магнитные домены перемещаются так, что вместо случайной ориентации они становятся ориентированными в определенном направлении. Это движение вызывает характерный шум, который слышен через усилитель и громкоговоритель. Чтобы перевести это в ощутимый эффект, необходимо использовать дополнительные усилители и установить фильтр частоты переменного тока (фильтр 50 Гц в Европе, фильтр 60 Гц в США и Канаде) или фильтровать сигналы частоты сети с помощью программного обеспечения.

Видите, сколько полезных и интересных применений имеет напряженность магнитного поля? Надеюсь, мы убедили вас попробовать некоторые из наблюдений и экспериментов, приведенных в этой статье. Если вы не хотите делать их самостоятельно, на YouTube есть много забавных видеороликов на эту тему.

Читайте далее:

• 1 Понятие электромагнитного поля и его различные проявления. Материальность – Работа в школе.
• Эксперимент Эрстеда. Магнитное поле электричества. Взаимодействие магнитов. Действие магнитного поля на проводник с током; FIZI4KA.
• Векторное поле – это. Что такое векторное поле?.
• Правило Буравера ℹ️ определение, формулировка закона и основное значение.
• Физические величины и параметры, скалярные и векторные величины, скалярные и векторные поля; Школа для электриков: электротехника и электроника.
• Звездные изображения.
• Постоянные магниты – типы и свойства, формы, взаимодействие магнитов; Школа электротехники и электронной инженерии.

Сколько витков провода должно быть в катушке, чтобы индуцировать напряжение 10,5 вольт при воздействии на нее изменяющегося магнитного потока со скоростью 0,0075 Вб/с?

Последняя обновленная дата: 24 февраля 2023

•

Общее представление: 237,3K

•

Просмотры сегодня: 2,23K

Ответ

Проверено

237,3K+ виды

HINT:

20202020237K+ Views

HINT:

2020202020202020202020202 подвергается воздействию зарядного магнитного потока, тогда силовые линии воображаемого магнитного поля воздействуют на свободные электроны, и электроны начинают двигаться, что приводит к возникновению тока в катушке. Величина ЭДС в катушке, определяемая вторым законом электромагнитной индукции Фарадея, может быть использована для решения вышеуказанной проблемы.
Второй закон электромагнитной индукции Фарадея гласит, что величина ЭДС, индуцированной в катушке, равна скорости изменения потока, который взаимодействует с катушкой. Потокосцепление катушки является произведением числа витков в катушке и потока, связанного с катушкой.
Выразите формулу второго закона Фарадея.
$\поэтому E = — N\dfrac{{d\phi}}{{dt}}$ , где $E$ — ЭДС индукции в катушке, которая в вопросе равна 10,5 вольт, $N$ — число катушки, а $\dfrac{{d\phi }}{{dt}}$ — скорость изменения магнитного потока, которая указана в вопросе как 0,0075 Вб/с. 9{ — 3}}}}$
$ \Rightarrow N = — 1400$
Здесь знак минус указывает направление, так как формула состоит из некоторых векторных величин. Число витков в катушке не может быть отрицательным, поэтому $N = 1400$. Таким образом, нам нужно 1400 витков в катушке, чтобы индуцировать 10,5 напряжения, подвергая воздействию изменяющегося магнитного потока со скоростью 0,0075 Вб/с.

Примечание: Из формулы видно, что ЭДС в катушке зависит от числа витков и скорости изменения потока. Какова скорость изменения магнитного потока? Это скорость магнитного стержня, скажем, через катушку. Скорость магнитного стержня определяет скорость движения электронов в катушке. Чем быстрее меняется поток, тем больше индуцируется ЭДС.

Недавно обновленные страницы

Большинство эубактериальных антибиотиков получены из биологии ризобия класса 12 NEET_UG

Биоинсектициды саламина были извлечены из класса 12 Biology NEET_UG

Какое из следующих утверждений, касающихся Baculovirus, Neet_ug

. муниципальные канализационные трубы не должны быть непосредственно 12 класса биологии NEET_UG

Очистка сточных вод выполняется микробами A B Удобрения 12 класса биологии NEET_UG

Иммобилизация фермента – это конверсия активного фермента класса 12 биологии NEET_UG

Большинство эубактериальных антибиотиков получают из биологического класса Rhizobium 12 NEET_UG

Саламиновые биоинсектициды были извлечены из биологического класса А 12 NEET_UG

12 класс биологии NEET_UG

Канализационные или городские канализационные трубы не должны быть напрямую 12 класс биологии NEET_UG

Очистка сточных вод выполняется микробами A B Удобрения 12 класс биологии NEET_UG

Иммобилизация фермента — это преобразование активного фермента класса 12 в биологии NEET_UG

Актуальные сомнения

Как работает катушка зажигания и какие факторы влияют на ее работу?

| How-To

Выходная мощность катушки определяется коэффициентом ее витков, первичным сопротивлением и входным напряжением при условии, что у нее достаточно времени для полной «перезарядки» между импульсами зажигания.

Просматривая каталог систем зажигания, можно найти множество различных катушек зажигания для обычных систем зажигания распределительного типа. Сказать, что это немного сбивает с толку, это ничего не сказать! Как работает катушка зажигания , повышая напряжение батареи с 12 вольт (даже меньше с балластным резистором) до десятков тысяч вольт, необходимых для зажигания свечей зажигания?

Извилистая дорога: Все начинается с понятий индуктивности и электромагнетизма. Внутри катушки зажигания есть два набора проволочных обмоток (также называемых катушками, поэтому она называется «катушка», понимаете?). Две обмотки, известные как первичная и вторичная обмотки, окружают железный сердечник. Когда ток батареи течет по первичной обмотке, создается магнитное поле. Когда переключатель — открытие точки распределителя или электронный триггер — прерывает поток тока батареи, магнитное поле разрушается во вторичных обмотках.

При замкнутой цепи переключения (стрелки или электронный триггер) ток течет от аккумулятора и поступает в первичные обмотки катушки.
Фото: Стив Амос

Размыкание цепи переключения останавливает ток, вызывая коллапс магнитного поля во вторичных обмотках катушки. Это индуцирует высокое напряжение во вторичных обмотках, которое вытекает из вторичной клеммы, чтобы зажечь свечу зажигания.
Фото: Стив Амос

Магнитное притяжение: Само действие открытия точек или электронного сигнала, размыкающего цепь (прерывающего магнитное поле), вызывает мгновенный всплеск напряжения. Поскольку магнитное поле продолжает разрушаться, электромагнитное явление индуктивности вызывает протекание другого тока во вторичных обмотках. Поскольку количество вторичных обмоток намного больше количества первичных обмоток, результатом является огромный множитель напряжения. Итак: разрыв цепи, начальный всплеск напряжения, коллапс магнитного поля, индуктивность приводит к созданию сильно повышенного тока во вторичной обмотке с.

Число витков к лучшему: Соотношение между первичной и вторичной обмотками катушки, ответственное за повышение напряжения, называется «коэффициентом витков». T Чем больше коэффициент трансформации, тем больше повышение напряжения. Соотношение витков 100:1 (типичное для многих катушек на рынке) означает, что на каждый первичный виток приходится 100 витков вторичной обмотки. При соотношении витков 100: 1 и, например, начальном скачке прерывания тока на 250 вольт теоретически будет искровой выход 25 000 вольт (при условии отсутствия потерь на сопротивление). Регулировка соотношения оборотов, очевидно, меняет выходную мощность, но больше не всегда лучше. Идеальное соотношение оборотов может варьироваться в зависимости от общих конструктивных характеристик всей системы зажигания. В какой-то момент более высокий коэффициент поворота становится контрпродуктивным. Слишком высокое отношение приводит к тому, что вторичное напряжение начинает уменьшаться. Также обратите внимание, что по мере увеличения выходного напряжения выходной ток уменьшается. Все более высокие отношения витков влияют на другие электронные свойства, такие как сопротивление, реактивное сопротивление и импеданс.

MSD предлагает целую серию катушек зажигания Blaster 2 и 3 канистрового типа, которые могут заменить стандартные катушки, используемые в различных системах зажигания OE. Они также являются хорошим дополнением к системам зажигания MSD 6-й серии. При соотношении витков 100:1 и относительно низком сопротивлении выходное напряжение составляет около 45 000 вольт. Бластеры разрешены для использования в автомобилях 2003 года выпуска и более ранних, и теперь они бывают разных цветов, помимо традиционного красного MSD.
Фото: MSD

Сопротивляться бесполезно: Катушки даже с одинаковым соотношением витков могут иметь различное сопротивление. При равенстве витков чем ниже сопротивление первичной обмотки, тем сильнее магнитное поле и выше выходное напряжение. Однако, если сопротивление слишком низкое, более высокий ток может повредить точки распределителя или электронный триггер.

Время не ждет ни смертного… ни катушки зажигания. Хотя нам, простым людям, кажется, что коллапс магнитного поля и скачок напряжения происходят мгновенно, требуется некоторое время, чтобы магнитное поле катушки сгенерировало свой полный потенциальный ток и напряжение: время, чтобы катушка полностью насыщалась; время, необходимое катушке для разрядки накопленной энергии, необходимой для зажигания свечи зажигания. Инженеры называют коэффициент заряда катушки по времени «выдержкой», который выражается в градусах коленчатого вала. Продолжительность выдержки может варьироваться в зависимости от типа системы зажигания — 30 градусов в большинстве традиционных систем наведения, но различные электронные триггеры могут иметь (в зависимости от конструкции) меньшую выдержку, большую выдержку или даже переменную выдержку.

Задержка не набухает. При низких оборотах время выдержки катушки на 30 градусов может быть в 2 или 3 раза больше, чем необходимо, что приводит к избыточному нагреву системы зажигания и ненужному потреблению мощности генератором. Это сокращает срок службы компонентов. Но при высоких оборотах 30 градусов недостаточно: чем быстрее крутится кривошип (чем выше обороты двигателя), тем меньше времени остается для перезарядки катушки. На определенном уровне оборотов двигателя катушка не может полностью перезарядиться до того, как наступит время зажечь следующую свечу зажигания в порядке зажигания двигателя. При недостаточной энергии для проскока искрового промежутка и ионизации топливно-воздушной смеси возникают пропуски зажигания.

Распределитель HEI производства GM с большой крышкой является ярким примером индуктивного распределителя с электронным управлением и переменной выдержкой. Модуль OE GM/Delco имеет схему предиктора задержки, которая сокращает время задержки при низких оборотах до 15 градусов и удлиняет его до 40 градусов при высоких оборотах.
Фото: Марлан Дэвис

Зарядка с CD: Одним из способов решения этой проблемы является система зажигания с емкостным разрядом (CD). Как следует из названия, в системе «емкостного разряда» используется отдельный конденсатор для накопления энергии при высоком пороге напряжения (например, до 580 первичных и 50 000 вольт вторичного напряжения в MSD 8-Plus), который затем разряжается через зажигание. катушка. Конденсаторы заряжаются гораздо быстрее, чем катушки, и лучшие из этих систем могут полностью заряжаться до 15 000 об/мин двигателя. Катушка, предназначенная для использования с системой CD, всегда имеет другую скорость вращения, внутреннее сопротивление и время нарастания по сравнению с катушкой, используемой в традиционной индуктивной системе. (Для обсуждения емкостного разряда по сравнению с традиционными чисто индуктивными системами зажигания см.: «Индуктивные и емкостные системы зажигания».) система компакт-дисков. В сочетании с конденсатором катушка становится устройством настройки системы зажигания. Путем замены разных катушек с разными уровнями индуктивности можно улучшить мощность и производительность на треке (подробное объяснение того, как это сделать, см. в разделе «Настройка катушек»).

«Горячий» змеевик работает… горячее: По мере увеличения мощности змеевика возрастает его потребность в излучении тепла. Больше тепла, больше сопротивления. Чтобы охладить их, традиционные змеевики в форме канистр заполнены маслом. Если масло начинает вытекать, это признак того, что дни катушки сочтены. Современные высокопроизводительные и гоночные катушки неправильной формы обычно отводят тепло с помощью эпоксидной заливки. И железный сердечник уже не круглая трубка в новых конструкциях. Например, катушки MSD с E- и U-образным сердечником оказались более эффективными, чем традиционные конфигурации канистр, для излучения тепла при повышении напряжения между обмотками из-за их меньшей и более закрытой области, где поле разрушается. Более эффективная катушка, которая лучше отводит тепло, будет выдавать большее количество вольт и ток (обычно выражается в миллиамперах; 1 миллиампер = 1/1000 ампер).

Высокотехнологичные катушки MSD: компактный E-core Blaster SS — доступный по цене высокопроизводительный блок для индуктивного и компактного зажигания. Катушки с большим U-образным сердечником, такие как HVC II, предназначены для длительного и высокопроизводительного использования в системах зажигания компакт-дисков, где стоимость не является первоочередной задачей. Пластины железного сердечника имеют гораздо больше тонких металлических слоев, что позволяет получить катушку с более высокой частотой с меньшими потерями энергии.
Фото: MSD

Требуется (зажигание) деревня: В общем, для достижения максимальной производительности катушка должна быть оптимизирована для типа используемой системы зажигания (индуктивный или емкостной разряд) и переключения распределителя механизм (точечный или электронный), ожидаемый диапазон рабочих оборотов двигателя и рабочий цикл (уличные, кратковременные гонки или гонки на выносливость). Катушка с правильным соотношением витков для правильной работы с одним типом системы зажигания может быть не лучшим решением для другого типа системы. Время нарастания или выдержки катушки и выходной сигнал должны быть совместимы с остальной частью системы зажигания. Некоторые катушки с чрезвычайно высокой выходной мощностью можно использовать только в коротких дрэг-рейсингах, по сравнению с другими, оптимизированными для длительных овальных трасс или увеличенного срока службы на улицах. Это прекрасный баланс между всеми этими факторами, чтобы найти подходящую катушку для приложения. Но именно поэтому у них так много вариантов! Для приложений, требующих критической производительности, стоит проконсультироваться с производителем вашей системы зажигания, чтобы прийти с командой, которая работает гармонично вместе.

Факторы, влияющие на работу катушки зажигания

• Первичное сопротивление: Уменьшение внутреннего сопротивления повышает выходную мощность, но слишком низкое значение может привести к повреждению системы зажигания.
• Коэффициент витков: До определенного момента более высокий коэффициент витков — разница между количеством первичных и вторичных проводов — повышает выходную мощность.
• Входное напряжение: Чем выше входное напряжение, тем выше выходное напряжение.
• Отвод тепла: При прочих равных условиях более холодный змеевик имеет меньшее сопротивление и, следовательно, производит большее напряжение.
• Время выдержки в зависимости от оборотов двигателя: Чем выше обороты двигателя, тем меньше времени остается для полной перезарядки катушки.
• Совместимость системы зажигания : Катушка и тип системы зажигания должны работать вместе как оптимизированная команда.
• Система зажигания с емкостным разрядом : Более быстрое время перезарядки и более высокое начальное выходное напряжение на катушку увеличивает выходную мощность катушки, сводя к минимуму проблемы с временем выдержки.