Пространстве окружающем

Для получения режима динамического торможения обмотку статора отключают от сети трехфазного тока и подключают на время торможения к источнику энергии постоянного тока по одной из схем, изображенных на 10.31, а —в. Постоянный ток создает неподвижное в пространстве магнитное поле, картина которого для схемы 10.31, а двухполюсного двигателя изображена на 10.32.

Помимо основного (рабочего) потока Ф в сердечнике, токи обмоток создают в окружающем пространстве магнитное поле рассеяния. Магнитные линии этого поля, условно показанные на 13.1, сцеплены с витками только одной обмотки — первичной или вторичной. При изменении магнитных потокосцеплений рассеяния в обмотках индуктируются дополнительные э. д. с. Таким образом, в трансформаторе передача электрической энергии из первичной цепи во вторичную осуществляется посредством переменного магнитного поля в сердечнике, причем эти цепи электрически изолированы друг от друга.

При отсутствии внешнего магнитного поля элементарные токи внутри вещества ориентированы беспорядочно, поэтому общий (суммарный) магнитный момент даже малых объемов вещества равен нулю и в окружающем пространстве магнитное поле элементарных внутренних токов не обнаруживается.

Магнитное поле ротора. Вращение постоянного магнита с частотой П создает в пространстве магнитное поле, вращающееся с такой же частотой. Такая же картина имеет место в электрических машинах переменного тока, если ротор представляет собой постоянный магнит или электромагнит. У явнополюсного ротора ( 18.2, а; 18.3, а) сердечник из ферромагнитного материала имеет ярко выраженные выступы — полюсы, на которых размещены катушки. Неявнополюсный ротор ( 18.2, б; 18.3, о) выполнен в виде цилиндра, на котором размещена распределенная по пазам обмотка возбуждения. Важным параметром ротора является число пар полюсов р. У многополюсных роторов (р > 1) северные и южные полюсы чередуются. Роторы, изображенные на 18.2, а, б, имеют одну пару (2р = 2), а показанные на 18.3, а, 6 - две пары (2р = 4) полюсов. При 2р > 4 роторы изготовляют явнополюсными.

2.7. Изменение относительного удельного сопротивления ртути Hg и платины Pt при глубоком охлаждении постоянному магниту создает в окружающем пространстве магнитное поле.

При включении статора двигателя в сеть трехфазный ток в его обмотках создает вращающееся магнитное поле, скорость вращения которого определяется частотой сети и числом пар полюсов статора. Покажем это с помощью 10.14. На нем представлены по две проекции сечений двигателей, выполненных на разное число пар полюсов р. При одинаковом числе пазов в статорах и однослойной обмотке каждая из фазных обмоток содержит по две секции. Первый двигатель имеет р=\, его сечение дано на 10.14, а, б, распределение фазных обмоток по пазам — на 10.14, а. Первая обмотка занимает пазы, обозначенные HI, /Ci. Обе ее секции размещены в соседних пазах и образуют одну катушечную группу. Пространственно фазные обмотки этого двигателя смещены на угол р=120°/р=120°. у второго двигателя обмотка статора выполнена на число пар полюсов р=2. Его сечения показаны на 10.14, в, г, распределение фазных обмоток в пазах — на 10.14, в. Первая фазная обмотка размещена в пазах, обозначенных HI, Kif и Я/, Ki-Здесь каждая секция представляет отдельную катушку. Пространственное смещение между фазными обмотками второго двигателя составляет угол р=120°/2=60°. Временной график токов в обмотках двигателей дан на 10.14, д. Для момента времени U на 10.14, а и в знаками «плюс» и «точка» показаны направления токов в проводниках обоих статоров и изображены картины их магнитных полей. У первого двигателя число пар полюсов р=\, у второго р=2. Таким образом, число пар полюсов зависит от конструкции и схемы размещения обмотки статора.

На 10.14,6 и г показаны направления токов и изображены картины магнитных полей этих двигателей в момент времени 1%, который отличается от ti на 1/3 периода ( 10.14, д). За время, равное 1/3 периода переменного тока, магнитные поля совершили поворот в пространстве. Магнитное поле первого двигателя повер-

2.2.2. На 2.6 показан фрагмент сердечника статора вращающейся электрической машины, в пазах которого расположены отдельные проводники. Выполнить соединения между проводниками для получения цилиндрической разноименнополюсной обмотки и указать направление тока в ней, при котором периодически изменяющееся в пространстве магнитное поле имеет указанную на рисунке полярность.

Апериодические составляющие токов в фазах якоря создают неподвижное в пространстве магнитное поле, которое пересекает вращающийся ротор. Вследствие этого в обмотках ротора возникают периодические ЭДС и токи. Так как по продольной и поперечной осям ротор несимметричен (из-за разных величин воздушного зазора в явнополюсных машинах и из-за того, что по продольной оси

Двигатели с подмагничиванием (индукторные). По конструктивному исполнению и принципу работы рассматриваемые двигатели сходны с редукторными двигателями, имеющими радиальное возбуждение. Возбуждение может создаваться обмоткой постоянного тока или постоянным магнитом, находящимся на статоре, как и в редукторных двигателях. Однако в шаговых индукторных двигателях постоянная составляющая магнитного поля чаще всего образуется за счет особого способа включения обмоток якоря. Например, если питать фазы обмотки якоря однополярными импульсами, то за счет постоянной составляющей тока в машине возникает неподвижное в пространстве магнитное поле, намагничивающее ротор. Следовательно, при соответствующей схеме питания обмоток возбуждения реактивный шаговый двигатель может работать как двигатель с подмагничиванием.

Из схемы на 26-3 видно, что в режиме динамического торможения асинхронная машина представляет собой обращенный синхронный генератор, в котором статор создает неподвижное в пространстве магнитное поле, а ротор является якорем генератора. Энергия торможения поглощается в роторе. В двигателях с кольцами можно вводить при торможении сопротивление гд и этим воздействовать на кривую тормозного момента машины, которая, как показывает анализ, почти одинакова с кривой момента асинхронной машины. В двигателях с короткозамкнутым ротором изменение тормозного момента достигается регулированием напряжения постоянного тока. При этом следует считаться с силами одностороннего тяжения между статором и ротором.

Электрическое поле обнаруживается в пространстве, окружающем заряженные частицы и тела, с которыми это поле связано.

Магнитное поле обнаруживается в пространстве, окружающем движущиеся заряженные частицы, с которыми это поле связано. В проводнике и пространстве вокруг него магнитное поле обусловлено этим током, а внутри и вокруг намагниченного тела — внутриатомным и внутримолекулярным движением заряженных частиц (например, вращением электронов вокруг своих осей и вокруг ядра атома).

Несмотря на самопроизвольную намагниченность отдельных областей, магнитные свойства ферромагнитных тел в пространстве, окружающем их, не обнаруживаются, так как магнитные моменты доменов ориентированы в различных направлениях. Под действием внешнего магнитного поля магнитные моменты доменов ориентируются в одну сторону и образуют общий магнитный момент тела, направленный в ту же сторону, что и внешнее магнитное поле.

Главное квантовое число п, от которого в основном зависит энергия электрона, определяет значение большой полуоси эллипса, по которому электрон вращается вокруг ядра атома. Орбитальное квантовое число / определяет малую полуось эллипса, который также вращается в пространстве, окружающем ядро атома. Угол наклона орбиты электрона определяется третьим квантовым числом т. Вращение электрона вокруг своей оси определяется четвертым квантовым числом s.

поток в пространстве, окружающем проводник, а также внутри самого проводника ( 4.4). Центральная часть проводника пересекается внешним магнитным потоком и потоком, расположенным внутри проводника. Поверхностные слои проводника охватываются только внешним потоком. В центральной части проводника будет наводиться большая по величине э. д. с. самоиндукции, чем в слоях,

По сути дела, заряженные элементарные частицы и их электромагнитное поле представляют собой единое целое. Строго говоря, мы не можем указать точной границы между частицей с электрическим зарядом и ее электромагнитным полем. Вместе с тем все же можно полагать, что частица и ее электрический заряд, например заряд электрона, протона и т. д., сосредоточены в весьма малой области пространства. Именно для этой весьма малой области пространства характерна та форма движения материи, с которой связывается понятие об электрически заряженной частице. Вне этой области на первый план выступает то физическое явление, та форма движения материи, с которыми мы связываем понятие об электромагнитном поле. Это обстоятельство дает возможность ввести представление о том, что электрический заряд элементарной частицы, как и сама частица, занимает только некоторую ограниченную область пространства. В пространстве, окружающем эту область, согласие' такому представлению, существует связанное с обладающей зарядом частицей электромагнитное поле, а объемная плотность электрического заряда точно равна нулю.

Любое электромагнитное явление, рассматриваемое в целом, характеризуется двумя сторонами — электрической и магнитной, между которыми существует тесная связь. Так, электромагнитное поле имеет две взаимосвязанные стороны — электрическое поле и магнитное поле. Важнейшей нашей задачей в первой главе будет рассмотрение связи между электрическими и магнитными явлениями. Вместе с тем можно создать условия, когда в некоторой области пространства обнаруживаются только электрические или только магнитные явления. Например, вне заряженных неподвижных проводящих тел обнаруживается только электрическое поле. Аналогично в пространстве, окружающем неподвижные постоянные магниты, обнаруживается только магнитное поле. Однако и в этих случаях, если рассматривать явление в целом, нетрудно усмотреть как электрическую, так и магнитную его стороны. Так, заряды неподвижных заряженных тел образуются совокупностью зарядов элементарных заряженных частиц, движущихся хаотически около поверхностей тел. Каждая такая частица окружена электромагнитным полем, но вследствие хаотического движения частиц их результирующее магнитное поле практически исчезает уже на ничтожных расстояниях от поверхностей тел. Электрические же поля частиц при избытке на теле частиц с зарядами того или иного знака суммируются и обнаруживаются в окружающем тела пространстве. В окружающем неподвижные постоянные магниты пространстве, наоборот, взаимно компенсируются электри-

ческие поля элементарных частиц, образующих вещество магнитов, вследствие равенства суммарных зарядов положительно и отрицательно заряженных частиц. Магнитные поля вследствие согласованного движения частиц, возникшего при намагничивании магнитов, суммируются в пространстве, окружающем магниты. Таким образом, и в этих особых случаях, когда в некоторой области пространства обнаруживается только электрическое поле или только магнитное поле, явление в целом оказывается электромагнитным. Но весьма важно в этом смысле, и это будет особо рассмотрено дальше, что в переменном электромагнитном поле само электрическое поле возникает вследствие изменения во времени магнитного поля и, в свою очередь, воаникновение магнитного поля является результатом изменения во времени электрического поля.

Поля рассеяния обмоток и отводов трансформатора, возникая в пространстве, окружающем эти части, проникают также и в ферромагнитные детали конструкции трансформатора — стенки бака, прессующие балки ярм, прессующие кольца обмоток и т. д.

Поля рассеяния обмоток и отводов трансформатора, возникая в пространстве окружающем эти части, проникают также и в ферромагнитные детали конструкции трансформатора— стенки бака, прессующие балки ярм, прессующие кольца обмоток и т.д.

§ 2.10. Емкость как параметр электрической цепи. Если между двумя проводящими телами / и 2, находящимися в диэлектрике с абсолютной электрической проницаемостью еа = е0е, где е0 = 8,86х х 1 О*12 Ф/м —электрическая постоянная вакуума; е — электрическая проницаемость диэлектрика, создана разность потенциалов <рх — ф2, то в пространстве, окружающем эти тела, существует электрическое поле (см. гл. 19). Поле в каждой точке характеризуется векторной величиной — напряженностью электрического поля ? и скалярной величиной — потенциалом <р (см. § 19.3).