విద్యుదయస్కాంతాల ట్రాక్షన్ ఫోర్స్

ఒక విద్యుదయస్కాంతం ఫెర్రో అయస్కాంత పదార్థాలను ఆకర్షించే శక్తి అయస్కాంత ప్రవాహం F లేదా దానికి సమానంగా, ఇండక్షన్ B మరియు విద్యుదయస్కాంతం S యొక్క క్రాస్ సెక్షనల్ ప్రాంతంపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

విద్యుదయస్కాంతం యొక్క ఒత్తిడి శక్తి సూత్రం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది

F = 40550 ∙ B ^ 2 ∙ S,

ఇక్కడ F అనేది విద్యుదయస్కాంతం యొక్క పీడన శక్తి, kg (శక్తి న్యూటన్లలో కూడా కొలుస్తారు, 1 kg = 9.81 N లేదా 1 N = 0.102 kg); B - ఇండక్షన్, T; S అనేది విద్యుదయస్కాంతం యొక్క క్రాస్ సెక్షనల్ ప్రాంతం, m2.

ఉదాహరణలు

1. పీపాలో నుంచి నీళ్లు బయిటికి రావడమునకు వేసివుండే చిన్న గొట్టము విద్యుదయస్కాంతము ఒక మాగ్నెటిక్ సర్క్యూట్ (Fig. 1). అయస్కాంత ప్రేరణ B = 1 T, మరియు విద్యుదయస్కాంతం యొక్క ప్రతి ధ్రువం యొక్క క్రాస్ సెక్షనల్ ప్రాంతం S = 0.02 m2 (Fig. 1, b) అయితే, గుర్రపుడెక్క క్రేన్ విద్యుదయస్కాంతం యొక్క ట్రైనింగ్ శక్తి ఎంత? విద్యుదయస్కాంతం మరియు ఆర్మేచర్ మధ్య అంతరం యొక్క ప్రభావాన్ని విస్మరించండి.

అన్నం. 1. లిఫ్టింగ్ విద్యుదయస్కాంతం

F = 40550 ∙ B ^ 2 ∙ S; F = 40550 ∙ 1 ^ 2 ∙ 2 ∙ 0.02 = 1622 కిలోలు.

2. ఒక వృత్తాకార ఉక్కు విద్యుదయస్కాంతం అంజీర్లో చూపిన కొలతలు కలిగి ఉంటుంది. 2, ఎ మరియు బి. విద్యుదయస్కాంతం యొక్క ట్రైనింగ్ శక్తి 3 T. విద్యుదయస్కాంత కోర్ యొక్క క్రాస్-సెక్షనల్ ప్రాంతాన్ని నిర్ణయించండి, n. p. మరియు అయస్కాంతీకరణ కరెంట్ I = 0.5 A వద్ద కాయిల్ యొక్క మలుపుల సంఖ్య.

అన్నం. 2. రౌండ్ విద్యుదయస్కాంతం

మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ వృత్తాకార లోపలి కోర్ గుండా వెళుతుంది మరియు స్థూపాకార శరీరం ద్వారా తిరిగి వస్తుంది. కోర్ Sc మరియు కేసింగ్ Sk యొక్క క్రాస్-సెక్షనల్ ప్రాంతాలు దాదాపు ఒకే విధంగా ఉంటాయి, కాబట్టి కోర్ మరియు కేసింగ్‌లోని ఇండక్షన్ విలువలు ఆచరణాత్మకంగా ఒకే విధంగా ఉంటాయి:

Sc = (π ∙ 40 ^ 2) / 4 = (3.14 ∙ 1600) / 4 = 1256 cm2 = 0.1256 m2,

Sk = ((72 ^ 2-60 ^ 2) ∙ π) / 4 = 3.14 / 4 ∙ (5184-3600) = 1243.5 cm2 = 0.12435 m2;

S = Sc + Sk = 0.24995 m2 ≈0.25 m2.

విద్యుదయస్కాంతంలో అవసరమైన ఇండక్షన్ F = 40550 ∙ B ^ 2 ∙ S, సూత్రం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది.

ఇక్కడ B = √ (F / (40550 ∙ S)) = √ (3000 / (40550 ∙ 0.25)) = 0.5475 T.

ఈ ఇండక్షన్ వద్ద వోల్టేజ్ తారాగణం ఉక్కు యొక్క అయస్కాంతీకరణ వక్రరేఖపై కనుగొనబడింది:

H = 180 A / m.

ఫీల్డ్ లైన్ యొక్క సగటు పొడవు (Fig. 2, b) lav = 2 ∙ (20 + 23) = 86 cm = 0.86 m.

అయస్కాంతీకరణ శక్తి I ∙ ω = H ∙ లావ్ = 180 ∙ 0.86 = 154.8 Av; I = (I ∙ ω) / I = 154.8 / 0.5 = 310 ఎ.

నిజానికి ఎన్. s, అంటే, కరెంట్ మరియు మలుపుల సంఖ్య, అనేక రెట్లు ఎక్కువగా ఉండాలి, ఎందుకంటే విద్యుదయస్కాంతం మరియు ఆర్మేచర్ మధ్య అనివార్యమైన గాలి అంతరం ఉంది, ఇది మాగ్నెటిక్ సర్క్యూట్ యొక్క అయస్కాంత నిరోధకతను గణనీయంగా పెంచుతుంది. అందువల్ల, విద్యుదయస్కాంతాలను లెక్కించేటప్పుడు గాలి ఖాళీని పరిగణనలోకి తీసుకోవాలి.

3. పీపాలో నుంచి నీళ్లు బయిటికి రావడమునకు వేసివుండే చిన్న గొట్టము కొరకు విద్యుదయస్కాంతము యొక్క కాయిల్ 1350 మలుపులు కలిగి ఉంది, ప్రస్తుత I = 12 A దాని ద్వారా ప్రవహిస్తుంది. విద్యుదయస్కాంతం యొక్క కొలతలు అంజీర్లో చూపబడ్డాయి. 3. ఆర్మేచర్ నుండి 1 సెం.మీ దూరంలో విద్యుదయస్కాంతం ఏ బరువును ఎత్తివేస్తుంది మరియు గురుత్వాకర్షణ తర్వాత అది ఏ బరువును కలిగి ఉంటుంది?

అన్నం. 3. విద్యుదయస్కాంత కాయిల్

I ∙ ωతో చాలా N. గాలి గ్యాప్ ద్వారా అయస్కాంత ప్రవాహాన్ని నిర్వహించడం కోసం ఖర్చు చేయబడుతుంది: I ∙ ω≈Hδ ∙ 2 ∙ δ.

అయస్కాంతీకరణ శక్తి I ∙ ω = 12 ∙ 1350 = 16200 ఎ.

H ∙ δ = 8 ∙ 10 ^ 5 ∙ B, ఆపై Hδ ∙ 2 ∙ δ = 8 ∙ 10 ^ 5 ∙ B ∙ 0.02.

కాబట్టి, 16200 = 8 ∙ 10 ^ 5 ∙ B ∙ 0.02, అనగా. B = 1.012T.

nలో కొంత భాగం నుండి ఇండక్షన్ B = 1 T అని మేము ఊహిస్తాము. c. I ∙ ω ఉక్కులో అయస్కాంత ప్రవాహాన్ని నిర్వహించడం కోసం ఖర్చు చేయబడుతుంది.

I ∙ ω = Hδ ∙ 2 ∙ δ + Hс ∙ lс సూత్రం ద్వారా ఈ గణనను తనిఖీ చేద్దాం.

అయస్కాంత రేఖ యొక్క సగటు పొడవు: lav = 2 ∙ (7 + 15) = 44 cm = 0.44 m.

B = 1 T (10000 Gs) వద్ద Hc తీవ్రత అయస్కాంతీకరణ వక్రరేఖ నుండి నిర్ణయించబడుతుంది:

Hc = 260 A / m. I ∙ ω = 0.8 ∙ B ∙ 2 + 2.6 ∙ 44 = 1.6 ∙ 10000 + 114.4 = 16114 Av.

అయస్కాంతీకరణ శక్తి I ∙ ω = 16114 Av ఒక ఇండక్షన్ B = 1 Tని సృష్టించడం అనేది ఇచ్చిన nకి ఆచరణాత్మకంగా సమానం. v. I ∙ ω = 16200 Av.

కోర్ మరియు కోన్ యొక్క మొత్తం క్రాస్ సెక్షనల్ ప్రాంతం: S = 6 ∙ 5 + 2 ∙ 5 ∙ 3 = 0.006 m2.

విద్యుదయస్కాంతం 1 సెం.మీ దూరం నుండి F = 40550 ∙ B ^ 2 ∙ S = 40550 ∙ 1 ^ 2 ∙ 0.006 = 243.3 కిలోల బరువును ఆకర్షిస్తుంది.

ఆర్మేచర్ ఆకర్షించిన తర్వాత గాలి ఖాళీ ఆచరణాత్మకంగా అదృశ్యమవుతుంది కాబట్టి, విద్యుదయస్కాంతం చాలా పెద్ద లోడ్ని తట్టుకోగలదు. ఈ సందర్భంలో, మొత్తం ఎన్. c. I ∙ ω అనేది ఉక్కులో మాత్రమే అయస్కాంత ప్రవాహాన్ని నిర్వహించడం కోసం ఖర్చు చేయబడుతుంది, కాబట్టి I ∙ ω = Hс ∙ lс; 16200 = Hs ∙ 44; Hc = 16200/44 = 368 A/cm = 36800 A/m.

అటువంటి వోల్టేజ్ వద్ద, ఉక్కు ఆచరణాత్మకంగా సంతృప్తమవుతుంది మరియు దానిలో ఇండక్షన్ సుమారుగా 2 T. విద్యుదయస్కాంతం F = 40550 ∙ B ^ 2 ∙ S = 40550 ∙ 4 ∙ 0.006 = 973 కిలోల శక్తితో ఆర్మేచర్‌ను ఆకర్షిస్తుంది.

4. సిగ్నల్ (బ్లింకర్) రిలేలో ఒక రౌండ్ కోర్ మరియు వాల్వ్-రకం ఆర్మేచర్ 2తో సాయుధ విద్యుదయస్కాంతం 1 ఉంటుంది, ఇది విద్యుదయస్కాంతానికి కరెంట్‌ని సరఫరా చేసిన తర్వాత, సిగ్నల్ అంకెను తెరుచుకునే బ్లింకర్ 3ని ఆకర్షిస్తుంది మరియు విడుదల చేస్తుంది (Fig. 4)

అన్నం. 4. ఆర్మర్ విద్యుదయస్కాంతం

అయస్కాంతీకరణ బలం I ∙ ω = 120 Av, గాలి గ్యాప్ δ = 0.1 సెం.మీ, మరియు విద్యుదయస్కాంతం యొక్క మొత్తం క్రాస్ సెక్షనల్ ప్రాంతం S = 2 cm2. రిలే యొక్క పుల్ ఫోర్స్‌ను అంచనా వేయండి.

ఇండక్టెన్స్ B అనేది I ∙ ω = Hс ∙ lс + Hδ ∙ 2 ∙ δ సమీకరణాన్ని ఉపయోగించి వరుస ఉజ్జాయింపుల ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది.

లెట్ ఎన్. c. Hc ∙ lc 15% I ∙ ω, అనగా. 18 Av.

అప్పుడు I ∙ ω-Hс ∙ lс = Hδ ∙ 2 ∙ δ; 120-18 = Hδ ∙ 0.2; Hδ = 102 / 0.2 = 510 A / cm = 51000 A / m.

కాబట్టి మేము ఇండక్షన్ Bని కనుగొంటాము:

Hδ = 8 ∙ 10 ^ 5 V; B = Hδ / (8 ∙ 10 ^ 5) = 51000 / (8 ∙ 10 ^ 5) = 0.0637 T.

F = 40550 ∙ B ^ 2 ∙ S సూత్రంలో B విలువను ప్రత్యామ్నాయం చేసిన తర్వాత, మనకు లభిస్తుంది:

F = 40550 ∙ 0.0637 ^ 2 ∙ 0.0002 = 0.0326 కిలోలు.

5. DC బ్రేక్ సోలనోయిడ్ (Fig. 5) ఒక టేపర్డ్ స్టాప్‌తో పిస్టన్ ఆర్మేచర్‌ను కలిగి ఉంది. ఆర్మేచర్ మరియు కోర్ మధ్య దూరం 4 సెం.మీ. పని వ్యాసం (వృత్తాకార సంపర్క ప్రాంతంతో కోర్లు) d = 50 mm. ఆర్మేచర్ 50 కిలోల శక్తితో కాయిల్‌లోకి లాగబడుతుంది. ఫోర్స్ లావ్ యొక్క మధ్య రేఖ పొడవు = 40 సెం.మీ. n ని నిర్ణయించండి. pp. మరియు కాయిల్ కరెంట్ 3000 మలుపులు ఉంటే.

అన్నం. 5. DC బ్రేక్ సోలనోయిడ్

విద్యుదయస్కాంతం యొక్క పని విభాగం యొక్క వైశాల్యం d = 5 cm వ్యాసం కలిగిన వృత్తం యొక్క వైశాల్యానికి సమానం:

S = (π ∙ d ^ 2) / 4 = 3.14 / 4 ∙ 25 = 19.6 cm2.

F = 50 కిలోల శక్తిని సృష్టించడానికి అవసరమైన ఇండక్షన్ B సమీకరణం F = 40550 ∙ B ^ 2 ∙ S,

ఇక్కడ B = √ (F / (40550 ∙ S)) = √ (50 / (40550 ∙ 0.00196)) = 0.795 T.

అయస్కాంతీకరణ శక్తి I ∙ ω = Hс ∙ lс + Hδ ∙ δ.

మేము స్టీల్ Hc ∙ lc కోసం మాగ్నెటైజింగ్ బలాన్ని 15% I ∙ ω అనే వాస్తవం ఆధారంగా సరళీకృత పద్ధతిలో నిర్ణయిస్తాము:

I ∙ ω = 0.15 ∙ I ∙ ω + Hδ ∙ δ; 0.85 ∙ I ∙ ω = Hδ ∙ δ; 0.85 ∙ I ∙ ω = 8 ∙ 10 ^ 5 ∙ B ∙ δ; I ∙ ω = (8 ∙ 10 ^ 5 ∙ 0.795 ∙ 0.04) / 0.85 = 30,000 Av.

మాగ్నటైజింగ్ కరెంట్ I = (I ∙ ω) / ω = 30000/3000 = 10 ఎ.