<< Chapter < Page Chapter >> Page >
Phần này trình bày đại cương về nam châm điện

Đại cương về nam châm điện

Khái niệm

Dòng điện chạy trong cuộn dây sẽ sinh ra từ trường. Vật liệu sắt từ đặt trong từ trường này sẽ bị từ hóa và có cực tính ngược lại với cực tính của cuộn dây, cho nên sẽ bị hút về phía cuộn dây hình minh họa.

Nếu đổi chiều dòng điện trong cuộn dây thì từ trường trong cuộn dây cũng đổi chiều và vật liệu sắt từ bị từ hóa có cực tính ngược với cực tính cuộn dây, cho nên chiều lực hút không đổi.

Vật liệu sắt từ có độ từ thẩm lớn hơn rất nhiều của không khí nên từ trở toàn bộ mạch từ hầu như chỉ phụ thuộc vào từ trở khe hở không khí. Ta thường dùng khái niệm độ từ dẫn:

G = 1 R μ size 12{G= { {1} over {R rSub { size 8{μ} } } } } {} (5.1)

Do tính chất tương đương giữa mạch từ và mạch điện nên trong mạch từ, từ dẫn tỉ lệ thuận với tiết diện mạch từ và tỉ lệ nghịch với chiều dài khe hở không khí.

G = μ 0 . S δ Wb A size 12{G=μ rSub { size 8{0} } "." { {S} over {δ} } left [ { {"Wb"} over {A} } right ]} {} (5.2)

Trong đó:

+0 từ thẩm không khí bằng 1,25.10-8[Wb/A.cm]

+S[cm2] tiết diện từ thông đi qua.

+ [cm] chiều dài khe không khí.

Chú ý: công thức trên chỉ đúng với giả thiết từ thông trong khe không khí phân bố đều (các đường sức từ phải song song) khi khe hở bé. Khi khe hở lớn tính toán phức tạp tùy yêu cầu cụ thể việc tính toán có các phương pháp khác nhau.

Một số công thức dùng trong tính toán mạch từ

B = φ S size 12{B= { {φ} over {S} } } {} Wb cm 2 size 12{ left [ { { ital "Wb"} over { ital "cm" rSup { size 8{2} } } } right ]} {}

H : {} Cường độ từ trường [ A/cm]=1,25 [Osted]

μ = B H ; F size 12{μ= { {B} over {H} } ;F} {} = IW :là sức từ động [A.vòng]

+ Định luật toàn dòng điện l Hdl = I W = F size 12{ lInt cSub { size 8{l} } { ital "Hdl"=I} W=F} {}

+ Định luật Ôm cho mạch từ: φ = IW . G = IW R M size 12{φ= ital "IW" "." G= { { ital "IW"} over {R rSub { size 8{M} } } } } {}

+ Định luật Kiếc khốp I cho mạch từ: i = 1 n φ i = 0 size 12{ Sum cSub { size 8{i=1} } cSup { size 8{n} } {φ rSub { size 8{i} } =0} } {} tại một điểm.

+ Định luật Kiếc khốp II cho mạch từ: trong một mạch từ khép kín có:

i = 0 n φ i R μi = i = 0 n F i size 12{ Sum cSub { size 8{i=0} } cSup { size 8{n} } {φ rSub { size 8{i} } R rSub { size 8{μi} } = Sum cSub { size 8{i=0} } cSup { size 8{n} } {F rSub { size 8{i} } } } } {}

Phân loại cơ cấu điện từ

Phân theo tính chất của nguồn điện

- Cơ cấu điện từ một chiều.

- Cơ cấu điện từ xoay chiều.

Theo cách nối cuộn dây vào nguồn điện

- Nối nối tiếp.

- Nối song song.

Theo hình dạng mạch từ

- Mạ̣ch từ hút chập (thẳng).

- Mạch từ hút xoay (quanh một trục hay một cạnh), mạch từ hút kiểu pít tông.

Trong quá trình làm việc nắp mạch từ chuyển động khe hở không khí giữa nắp và lõi thay đổi nên lực hút điện từ cũng thay đổi. Thường để tính toán mạch từ nam châm điện người ta dùng hai phương pháp (sẽ nêu sau).

Tính lực hút điện từ nam châm điện một chiều

Tính lực hút điện từ bằng phương pháp cân bằng năng lượng

Năng lượng từ trường và điện cảm

Xét mạch từ như hình minh họa

Khi cho dòng điện i vào cuộn dây w có:

u = R . i + dt hay uidt = R . i 2 . dt + i dt dt ( 5 . 3 ) alignl { stack { size 12{u=R "." i+ { {dψ} over { ital "dt"} } "hay"} {} #size 12{ ital "uidt"=R "." i rSup { size 8{2} } "." ital "dt"+i { {dψ} over { ital "dt"} } ital "dt"" " \( 5 "." 3 \) } {} } } {}

Lấy tích phân hai vế phương trình trên ta có :

0 t uidt = 0 t i 2 Rdt + 0 t i dt dt size 12{ Int cSub { size 8{0} } cSup { size 8{t} } { ital "uidt"= Int cSub { size 8{0} } cSup { size 8{t} } {i rSup { size 8{2} } ital "Rdt"+ Int cSub { size 8{0} } cSup { size 8{t} } {i} { {dψ} over { ital "dt"} } ital "dt"} } } {} (5.4)

Trong đó ta có:

0 t uidt size 12{ Int cSub { size 8{0} } cSup { size 8{t} } { ital "uidt"} } {} là năng lượng nguồn cung cấp.

0 t Ri 2 dt size 12{ Int cSub { size 8{0} } cSup { size 8{t} } { ital "Ri" rSup { size 8{2} } ital "dt"} } {} là năng lượng tiêu hao trên điện trở cuộn dây w

0 t i dt dt = W t size 12{ Int cSub { size 8{0} } cSup { size 8{t} } {i { {dψ} over { ital "dt"} } ital "dt"=W rSub { size 8{t} } } } {} là năng lượng tích lũy trong từ trường có:

W t = 0 ψ id ψ size 12{W rSub { size 8{t} } = Int cSub { size 8{0} } cSup { size 8{ψ} } { ital "id"ψ} } {} (5.5)

Biểu diễn bởi hình minh họa trên chính là diện tích phần tam giác cong oab có quan hệ  và i là phi tuyến.

Questions & Answers

Is there any normative that regulates the use of silver nanoparticles?
Damian Reply
what king of growth are you checking .?
Renato
What fields keep nano created devices from performing or assimulating ? Magnetic fields ? Are do they assimilate ?
Stoney Reply
why we need to study biomolecules, molecular biology in nanotechnology?
Adin Reply
?
Kyle
yes I'm doing my masters in nanotechnology, we are being studying all these domains as well..
Adin
why?
Adin
what school?
Kyle
biomolecules are e building blocks of every organics and inorganic materials.
Joe
anyone know any internet site where one can find nanotechnology papers?
Damian Reply
research.net
kanaga
sciencedirect big data base
Ernesto
Introduction about quantum dots in nanotechnology
Praveena Reply
what does nano mean?
Anassong Reply
nano basically means 10^(-9). nanometer is a unit to measure length.
Bharti
do you think it's worthwhile in the long term to study the effects and possibilities of nanotechnology on viral treatment?
Damian Reply
absolutely yes
Daniel
how to know photocatalytic properties of tio2 nanoparticles...what to do now
Akash Reply
it is a goid question and i want to know the answer as well
Maciej
characteristics of micro business
Abigail
for teaching engĺish at school how nano technology help us
Anassong
Do somebody tell me a best nano engineering book for beginners?
s. Reply
there is no specific books for beginners but there is book called principle of nanotechnology
NANO
what is fullerene does it is used to make bukky balls
Devang Reply
are you nano engineer ?
s.
fullerene is a bucky ball aka Carbon 60 molecule. It was name by the architect Fuller. He design the geodesic dome. it resembles a soccer ball.
Tarell
what is the actual application of fullerenes nowadays?
Damian
That is a great question Damian. best way to answer that question is to Google it. there are hundreds of applications for buck minister fullerenes, from medical to aerospace. you can also find plenty of research papers that will give you great detail on the potential applications of fullerenes.
Tarell
what is the Synthesis, properties,and applications of carbon nano chemistry
Abhijith Reply
Mostly, they use nano carbon for electronics and for materials to be strengthened.
Virgil
is Bucky paper clear?
CYNTHIA
carbon nanotubes has various application in fuel cells membrane, current research on cancer drug,and in electronics MEMS and NEMS etc
NANO
so some one know about replacing silicon atom with phosphorous in semiconductors device?
s. Reply
Yeah, it is a pain to say the least. You basically have to heat the substarte up to around 1000 degrees celcius then pass phosphene gas over top of it, which is explosive and toxic by the way, under very low pressure.
Harper
Do you know which machine is used to that process?
s.
how to fabricate graphene ink ?
SUYASH Reply
for screen printed electrodes ?
SUYASH
What is lattice structure?
s. Reply
of graphene you mean?
Ebrahim
or in general
Ebrahim
in general
s.
Graphene has a hexagonal structure
tahir
On having this app for quite a bit time, Haven't realised there's a chat room in it.
Cied
what is biological synthesis of nanoparticles
Sanket Reply
how did you get the value of 2000N.What calculations are needed to arrive at it
Smarajit Reply
Privacy Information Security Software Version 1.1a
Good
Got questions? Join the online conversation and get instant answers!
Jobilize.com Reply

Get the best Algebra and trigonometry course in your pocket!





Source:  OpenStax, Giáo trình thiết bị điện. OpenStax CNX. Jul 30, 2009 Download for free at http://cnx.org/content/col10823/1.1
Google Play and the Google Play logo are trademarks of Google Inc.

Notification Switch

Would you like to follow the 'Giáo trình thiết bị điện' conversation and receive update notifications?

Ask