Задачи Магнитное поле. Характеристики магнитной цепи

1. Определить напряженность магнитного поля, создаваемого током 100 А, проходящим по длинному прямолинейному проводнику в точке, удаленной от проводника на 10 см.

2. Определить напряженность магнитного поля, создаваемого током 20 А, проходящим по кольцевому проводнику радиусом 5 см в точке, расположенной в центре витка.

3. Определить магнитный поток, проходящий в куске никеля, помещенного в однородное магнитное поле напряженностью 500 А/м. Площадь поперечного сечения куска никеля 25 см² (относительная магнитная проницаемость никеля 300).

4. Прямолинейный проводник длиной 40 см помещен в равномерное магнитное поле под углом 30 к направлению магнитного поля. По проводнику проходит ток 50 А. Индукция магнитного поля равна 50 Тл. Определить силу с которой проводник выталкивается из магнитного поля.

5. Магнитный поток 600 Вб, пронизывающий катушку, состоящую из 200 витков, равномерно уменьшается до нуля за 0,05 с. Определить величину ЭДС, индуктированной в катушке.

6. В катушке за 0,01 с ток равномерно изменился на 200 А. Определить величину ЭДС самоиндукции, если индуктивность катушки 0,05 Гн.

7. Определить индуктивность катушки, состоящей из 100 витков, если при равномерном изменении тока на 20 А магнитный поток изменился за то же время на 0,6 Вб.

8. Определить силу, с которой два прямолинейных, параллельно расположенных в воздухе проводника отталкиваются один от другого. Длина проводников 2 м, расстояние между ними 20 см. Токи в проводниках по 10 А.

9. Определить магнитный поток в магнитопроводе, площадь поперечного сечения которого 2•10^-4 м², а магнитная индукция 0,8; 1,2; 1,5 Тл.

10. При каком соотношении диаметров двух круглых магнитопроводов магнитный поток в одном из них при одинаковой индукции будет: а) в 5 раз меньше; б) в 4 раза больше; в) в 8 раз больше магнитного потока другого?

11. Определить напряженность магнитного поля в воздухе на расстоянии 0,5 м от проводника с током, равным 10 А. Вычислить магнитную индукцию в этой точке.

12. Какова абсолютная магнитная проницаемость ферромагнитного материала, если магнитная индукция в нем 1,5 Тл при напряженности магнитного поля 2250 А/м? Рассчитать относительную магнитную проницаемость материала.

13. На расстоянии 20 м от проводника с током магнитная индукция в воздухе равна 2•10^-7 Тл. Рассчитать напряженность магнитного поля в этой точке и ток в проводнике.

14. Определить напряженность магнитного поля, создаваемого в магнитопроводе катушкой, имеющей 100 витков. если по ней течет ток 15 А, а длина средней силовой линии магнитного поля 0,2 м.

15. Какой магнитный поток будет протекать по замкнутому магнитопроводу, если намагничивающая сила обмотки 500 А, а магнитное сопротивление магнитопровода 2,5 1/Гн?

16. К обмотке катушки, имеющей 500 витков, приложено постоянное напряжение 27 В. Какова магнитодвижущая сила катушки, если ее сопротивление 4 Ом? Определить плотность тока в проводе обмотки, если его сечение равно 2,5 мм².

17. Магнитный поток в магнитопроводе катушки, по которой течет ток 4А, равен 2,5•10^-4 Вб. Какое число витков на единицу длины должна иметь катушка, если сечение магнитопровода 5•10^-3 м², а относительная магнитная проницаемость материала магнитопровода 100?

18. Н а кольцевой однородный магнитопровод намотана намагничивающая обмотка с числом витков со щ = 150. Наружный диаметр кольца D = 140 мм; внутренний диаметр d = 80 мм, его поперечное сечение квадратное. Определить ток и намагничивающую силу обмотки, необходимые для создания в магнитопроводе потока Ф = 5•10^-3 Вб. Чему равно магнитное сопротивление магнитопровода, если он

выполнен из электротехнической стали 3411?

Р

Рис. к задаче 2.18

ешение.

Ток обмотки рассчитывается из закона Ома для однородной линейной магнитной цепи:

Для нахождения R_м необходимо определить индукцию , где .

Следовательно индукция В = 1,7 Тл. Воспользовавшись приложением 4 для стали 3411 можно найти напряженность магнитного поля Н-3000 А/м.

Искомое магнитное сопротивление определяется из соотношения .

Длина средней силовой линии в данном случае .

Найдя ток I из формулы напряженности магнитного поля

можно определить намагничивающую силу

и магнитное сопротивление .

9. На кольцевой однородный магнитопровод намотана намагничивающая обмотка с числом витков со ω = 100. Наружный диаметр кольца D = 9 см, внутренний d = 5 см. его поперечное сечение прямоугольное толщиной 3 см. Определить магнитный поток и напряженность магнитного поля в магнитопроводе, если он выполнен из ферромагнитного материала, имеющего _а = 250 при токе намагничивающей обмотки 10 А.

   9. 

      Какой ток протекает по обмотке электромагнита, намотанной на магнитопровод, если она имеет 500 витков? Длина средней силовой линии 2 м, площадь поперечного сечения магнитопровода 0,28 м². Магнитный поток в магнитопроводе из электротехнической стали 3411 равен 0,05 Вб.

1. Магнтопровод имеет две обмотки, причем число витков первой ω₁ = 500,

а второй ω₂ = 300. Определить напряженность магнитного поля, если токи в обмотках одинаковы и равны I₁ = I₂ = I₃ А, а длина средней силовой линии магнитного поля 0,2 м.

2. Н а проводник с током длиной 2 м, помещенный в магнитное

поле перпендикулярно его силовым линиям действует сила 3 Н.

О

Рис. к задачам 2.21

пределить ток в проводнике, если индукция В = 0,15 Тл.

2. Какую силу разовьет подковообразный магнит, если площадь поперечного сечения обоих полюсов 0,002 м², а магнитная индукция 1,5 Тл? Определить магнитную индукцию необходимую для создания силы притяжения 3000 Н.

3. С какой силой будет действовать магнитное поле на находящийся в воздухе проводник длиной 10 м, по которому течет ток 20 А, если напряженность поля 8000 А/м? Проводник расположен под углом 0; 45; 60 к силовым линиям поля.

4. Найти индукцию магнитного поля, если на расположенный в нем перпендикулярно силовым линиям проводник действует сила 5 Н. Проводник имеет длину 1 м, сопротивление 1Ом подключен к источнику постоянного напряжения с ЭДС 36 В и r = 0.

Решение.

Ток проводника определяется по закону Ома. Учитывая, что внутреннее сопротивление проводника равно нулю, находим . Из закона Ампера можно определить индукцию магнитного поля .

6. По двум параллельным шинам длиной 20 м протекает ток 1000 А. На каком расстоянии друг от друга необходимо разместить шины, чтобы действующие на них силы не превышали 10 Н?

7. Сила притяжения электромагнита при магнитной индукции в магнитопроводе 0,1 Тл составила 1000 Н. Чему будет равна сила, развиваемая электромагнитом при индукции 0,02; 0,2; 0,5 Тл?