Fore electrodinamice (FED) 2

2Dac un conductor parcurs de curent este situat nvecintatea unui corp feromagnetic, asupra conductoruluiacioneaz o for magnetic care are tendina de a atrageconductorul ctre corpul feromagnetic.

Influena prezenei corpurilor feromagnetice

Corp feromagnetic =orice corp pentru care r >> 1(r permeabilitatea magnetic relativ)

(A) Conductor parcurs de curent aezat n vecintatea unui perete feromagnetic

3Metoda imaginilor magnetice

conductor

imaginea magnetica a conductorului1

1+

=

r

rimag II

Curentul real i cel din imaginea magnetic au acelai sens FED acioneaz n sensul micorrii distanei dintre

conductor i corpul feromagnetic

Peretele feromagnetic este nlocuit printr-un conductor fictiv amplasat simetric fa de conductorul real avnd intensitatea egal cu:

Pentru oel r = 200 ... 500, rezult c Iimag I

4ObservaieConfiguraiile sunt echivalente din punct de vedere al cmpului magnetic (H, B) numai n semispaiul din stnga (aer)

5 fora specific (fora pe unitate de lungime) pentru dou conductoare filiforme

fora care acioneaz asupra unui conductor filiform de lungime finit L

[ ]22

0 2 2 2 2N 14

p p p p

p

a a a aiF cua L L L L

= = + pi

Calculul FED se reduce la cazul elementar al forei dintre dou conductoare paralele

m

20

20

0 422N

pp a

ia

ifpi

pi

==

6(B) Conductor infinit lung plasat n aer ntr-o ni feromagnetic cu seciunea transversal dreptunghiular

se numete "efect de ni i se aplic la stingerea arcului electric n ntreruptoarele de joas tensiune

fora cu care este atras conductorul n interiorul niei se calculeaz folosind un model simplificat

Efectul de ni este utilizat la construcia camerelor de stingere, care funcioneaz pe principiul efectului de electrod, n scopul introducerii arcului n ni i divizrii lui.In acest sens nia este format din plcue feromagnetice suprapuse cu intervale ntre ele, intervale n care apare arcul electric fragmentat

7n aerB este un cmp uniform

=

iB 0

- suprafa pe liniile de cmp B

iLxixB xx === ll 0

Fluxul magnetic prin suprafaa

inductivitatea specific a sistemului ni-conductor [ ]mH0 xLx

l=

Model simplificat ipoteze de calcul:-n aer, n interiorul niei, liniile de cmp ale vectorului inducie magnetic B sunt linii drepte paralele iar modulul induciei B este acelai n orice punct, un astfel de cmp fiind denumit uniform- permeabilitatea magnetic relativ a fierului este considerat de valoare infinit

8Energia magnetic nmagazinat n sistemul conductor-ni

20222

1 ixiLW xm

==

l

Fora generalizat care acioneaz asupra conductorului n direcia coordonatei x

202

constant 221 ii

dxdL

x

WF xi

mm

==

=

=

l

factorul de form al niei/l

Fora electromagnetic: atrage conductorul n interiorul niei crete o dat cu creterea factorului de form al niei modulul forei nu depinde de coordonata x

9Aplicnd aceleai ipoteze privind structura omogen a cmpului magnetic n ntrefier i teorema forelor generalizate se obine expresia forei care atrage conductorul n interiorul niei

Nia triunghiular

( )xh

hlixF o

= 22

pentru nia de form triunghiular, fora depinde att de factorul de form al niei ct i de poziia conductorului n interiorul niei (coordonata x), crescnd o dat cu creterea acesteia

10

Influena corpurilor feromagnetice

Concluzii

Aplicatia (A) Conductoarele care trec pe lng perei cu r>>1 n ntreruptoare, transformatoare sau n staiile electrice, trebuie s fie bine ancorate pentru a rezista forelor descrise la punctul (A).

Aplicaia (B) explic efectul de ni utilizat n construcia camerelor de stingere de la ntreruptoarele de joasa tensiune