Скорочені теоретичні відомості

Міністерство освіти і науки України

Запорізька державна інженерна академія

Д.Г. Алексієвський

Електромагнітна техніка

Методичні вказівки

До виконання контрольних робіт

та самостійної роботи

для студентів спеціальності 6.090800

«Електронні системи»

Схвалено на засіданні

кафедри Електронних систем

" 6 " грудня 2005 р.

протокол № 7

Запоріжжя 2006

Електромагнітна техніка. Методичні вказівки до виконання контрольних робіт та самостійної роботи для студентів спеціальності 6.090800 «Електронні системи». / Укл. Д.Г. Алексієвський, - Запоріжжя. ЗДІА, 2006. - 22 с.

Укладач: Д.Г. Алексієвський, доцент

Д.т.н., професор А.В. Переверзєв

ЗМІСТ

Вступ 4

Скорочені теоретичні відомості 4

Приклад розрахунку магнітного підсилювача 6

Зміст розрахункового завдання 16

Довідкові дані 19

Література 23

Вступ

Курс " Електромагнітна техніка" є важливою складовою частиною підготовки бакалаврів з напрямку 6.080900 - " Електроніка". Виконання контрольних робіт ставить за мету сприяння оволодінню студентом навичок використання основних інженерних методик розрахунку елементів магнітної техніки. В якості об'єкта розрахунку пропонується класична схема однотактного магнітного підсилювача.

Методичні вказівки складаються з скороченої теоретичної частини, прикладу розрахунку магнітного підсилювача, варіантів завдання до виконання контрольної роботи та довідкового матеріалу.

Скорочена теоретична частина не претендує на вичерпний виклад теорії магнітного підсилювача і являє собою тільки вступ до цієї теорії. Для повного вивчення матеріалу за цією темою студент повинен звернутися до підручників, які рекомендовані у останньому розділі методичних вказівок.

Скорочені теоретичні відомості

Магнітний підсилювач (МП) є пристроєм, призначеним для посилення слабких електричних сигналів. Його будують на дроселі з підмагнічуванням, сердечник якого одночасно знаходиться під впливом постійного і змінного магнітних полів.

Принцип дії магнітного підсилювача оснований на використовуванні нелінійної характеристики В = f(H) дроселя з феромагнітним сердечником.

Схема простого МП (див. рис. 1.1) складається з сердечника і двох обмоток: обмотки управління постійного струму w_у і робочої обмотки змінного струму w_р. У ланцюг робочої обмотки, яка живиться від напруги змінного струму, послідовно включене навантаження R_н. На обмотку управління подається напруга постійного струму U_у, що підлягає посиленню.

За відсутності струму управління робоча обмотка є звичайним індуктивним опором - Х_р, і струм в навантаженні визначається по формулі:

,

де R = R_Н+R_Р,

R_Н - активний опір навантаження,

R_Р - активний опір робочої обмотки,

U_С - напруга мережі.

Оскільки Х_P» R, то напруга живлення в основному прикладена до робочої обмотки.

Якщо збільшувати струм управління I_у магнітопровід МП насищатиметься, індуктивний опір робочої обмотки зменшуватиметься, і струм в навантаженні збільшуватиметься.Таким чином, змінюючи струм управління можна керувати робочим струмом.

Рисунок 1.1.

Схема з одним сердечником, розглянута на рис. 1.1, не знайшла широкого застосування, оскільки внаслідок дії змінного струму, що протікає в робочій обмотці, в обмотці управління наводиться значна змінна ЕРС. Вона може значно спотворювати дію керуючого сигналу і ускладнити управління підсилювачем. Щоб не допустити цього, можна використовувати різні способи. Найефективнішим є побудова схеми МП на двох однакових сердечниках (рис.1.2). Обидві частини робочої обмотки намотують так, щоб створювані ними змінні магнітні потоки, що зчеплені з обмоткою управління, компенсували один одного. При цьому усувається спотворююча дія струму робочої обмотки на обмотку управління.

Рисунок 1.2.

Розрахунок МП полягає у визначенні невідомих електричних і конструктивних параметрів пристрою виходячи з експлуатаційних даних, що задаються.

Методику розрахунку магнітного підсилювача розглянемо на прикладі [2].

Примітка. При розрахунку в інженерній практиці використовуються різні розмірності одиниць вимірювання фізичних величин (м, см, мм і т.д.). Для виключення помилок в деяких математичних виразах, за допомогою квадратних дужок вказуються одиниці вимірювання (наприклад: перетин дроту, що вимірюється в мм²: " q_{p [ мм} ² _]").