2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему На страницу 1, 2  След.
 
 Селеноид
Сообщение06.06.2008, 12:06 


04/06/08
3
Задача: имеется катушка, намотанная на стеклянной трубке. В трубке находится железный целиндр. известны размеры катушки, трубки, целиндра, индуктивность катушки, растояние от катушки до целиндра, ток в катушке. Необходимо найти силу с которой целиндр будет втягиваться в катушку.

 Профиль  
                  
 
 Re: Селеноид
Сообщение06.06.2008, 15:30 


24/11/07
97
Москва
Deimos писал(а):
Задача: имеется катушка, намотанная на стеклянной трубке. В трубке находится железный целиндр. известны размеры катушки, трубки, целиндра, индуктивность катушки, растояние от катушки до целиндра, ток в катушке. Необходимо найти силу с которой целиндр будет втягиваться в катушку.

Зачем Вам решать задачу по физике, если Вы ЕГЭ по "русскому" не сдали. Селеноид пишется через о. Ну это могла быть опечатка, но целиндр Вы 4 раза написали, и это уже не опечатка. В следующий раз, прежде, чем задавать здесь задачу, напишите ее на филологическом форуме с просьбой, чтобы Вам ошибки исправили.

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение06.06.2008, 17:05 
Аватара пользователя


04/10/07
116
ФФ СПбГУ
Знаете, в такой теме не вспомнить было нельзя

Защита лабораторных. Тема - магнетрон.
Профессор:
-Что такое магнетрон?
Студент:
-Магнетрон - двухэлектродная лампа, помещенная в соляной раствор.
Профессор:
-Куда помещенная???
Студент:
-В соляной раствор. В солЯноид.
Профессор:
-Хех... А что же такое солЕноид?
Студент (вспомнив радостно)
-Соленоид - бессердечная катушка!

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение06.06.2008, 18:50 
Экс-модератор
Аватара пользователя


23/12/05
12046
 !  photon:
Vladimir Dubrovskii, VeiNo, давайте без флейма


Deimos, хотелось бы выслушать сначала Вашу версию: что думаете по поводу задачи, в чём проблема?

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение07.06.2008, 17:18 


04/06/08
3
photon
Мне необходимо составить функцию, описывающую движение снаряда в пушке Гаусса, проблем много, но для начала необходимо узнать с какой силой действует магнитное поле на снаряд

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение07.06.2008, 17:43 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


31/10/06
371
РФ, РК, г.Симферополь
Deimos писал(а):
Задача: имеется катушка, намотанная на стеклянной трубке. В трубке находится железный цилиндр. Известны размеры катушки, трубки, цилиндра, индуктивность катушки, растояние от катушки до цилиндра, ток в катушке. Необходимо найти силу с которой цилиндр будет втягиваться в катушку.

Как я понимаю, катушка питается от переменного напряжения, поэтому цилиндр будет испытывать силу взаимодействия вихревых токов, наведенных в его объеме с магнитным полем катушки. Поэтому задача сводится к нахождению распределения вихревых токов. Проще решить такую задачу, если цилиндр проводящий, но неферромагнитный.
Можно восспользоваться методом интегральных уравнений. Он особенно будет удобен, если решается трехмерная задача, и при наличии ферромагнетиков в системе.

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение07.06.2008, 18:28 


04/06/08
3
Fgolm
А если рассматривать именно ферромагнетик, который "втягивается" в катушку, это обычный электромагнит с сердечником, только надо учесть что сердечник будет насыщен.

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение07.06.2008, 18:31 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


20/05/06
668
куда, зачем, почему?
Deimos
Я думаю это очень легко сделать из энергитических соображений . :wink:

 Профиль  
                  
 
 Re: Селеноид
Сообщение12.06.2008, 14:46 
Заблокирован


15/07/07

167
Минск
Deimos писал(а):
Задача: имеется катушка, намотанная на стеклянной трубке. В трубке находится железный целиндр. известны размеры катушки, трубки, целиндра, индуктивность катушки, растояние от катушки до целиндра, ток в катушке. Необходимо найти силу с которой целиндр будет втягиваться в катушку.
===========================================
В условиях задачи известно всё, кроме основного: этот соленоид питается постоянным током или переменным?! Для электромагнита переменного тока при определении силы важна величина напряжения питания катушки.
Если это практическая задача (а не математические или физические упражнения), то лучше использовать экспериментально снятые, так называемые, «статические тяговые характеристики» (силы в функции расстояния) для электромагнитов подобных размеров и параметров. Для прямоходового электромагнита переменного тока (50 Гц) тяговая характеристика (при неизменном напряжении) представляет собой почти прямую линию (т. е., сила в пределах рабочего хода практически постоянна и от расстояния мало зависит). Иное дело для электромагнитов постоянного тока, у которых сила (при постоянном токе в катушке) существенно изменяется с расстоянием в положении сердечника.
Определённую ясность в постановку задачи вносит позднее добавленное уточнение:

«Мне необходимо составить функцию, описывающую движение снаряда в пушке Гаусса, проблем много, но для начала необходимо узнать с какой силой действует магнитное поле на снаряд».

Т. е., речь идёт об электромагните постоянного тока, питаемом (на разгонном участке «железного снаряда-цилиндра») кратковременным импульсом однонаправленного тока. Иначе это приведёт не к полёту снаряда, а к его колебанием возле центра катушки. В результате искомая «функция, описывающая движение снаряда в пушке Гаусса», будет представлять собой кривую обычного ускоренного движения снаряда при постояной силе (в начале пути) и далее по инерции (при силе равной нулю). Не следует также путать эту задачу с ускорением проводящего тела (кольца) в «трансформаторе Томсона» за счёт электродинамической силы взаимодействия с наводимыми вихревыми токами, хотя влияние подобного эффекта также не исключается.
Вообще-то, в данном случае электромагнитная сила втягивания ферромагнитного (железного) сердечника определяется общеизвестной формулой:

$F_x = \frac{\partial W}{\partial x} = \frac{1}{2} I^{2} \frac{\partial L}{\partial x}$

Можно также воспользоваться упрощённой формулой Максвелла, в которой сила пропорциональна квадрату магнитного потока в рабочем сечении. Тем не менее, для точности расчёта необходимо также учитывать распределение магнитных потоков рассеяния и дополнительную, так называемую, «соленоидную силу».
Поэтому даже примерный расчёт (по экспериментальным или типовым тяговым характристикам электромагнита) является более предпочтительным. Однако, статические тяговые электромагнитные характеристики могут меняться в широких пределах при изменении формы полюсов и конструктивного исполнения (например, Рис. 5.19 в книге: Чунихин А. А., Электрические аппараты. Общий курс. – М.: Энергоатомиздат, 1988).
Кстати, зачем Вам нужна «пушка Гаусса» с баллистической траекторией? Если из «стекляной трубки» можно пулять снаряды налево и направо (по желанию) из-за угла, задавая полярность импульса тока в поперечной (латеральной) электромагнитной катушке и применяя в качестве сердечника постоянные магниты удлинённой формы. Но ещё лучше эту полярно-чувствительную систему использовать, например, при серийном производстве деталей, сталкивая с ленты конвейера (на контрольном участке) «брак» - в одну сторону, а годные детали – в другую.

 Профиль  
                  
 
 
Сообщение13.06.2008, 11:23 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


31/10/06
371
РФ, РК, г.Симферополь
? $F_x  =  - {{dW} \over {dx}}$.
Если ток постоянный, то можно решить задачу также методом вторичных источников.
Находим распределение плотности микротоков на поверхности ферромагнитного сердечника (если случай линейный в магнитном отношении), или в объеме (в нелинейном случае). Тогда силу можно рассчитать по формуле Ампера.
Этим методом задача будет решена с учетом рассеяния.

 Профиль  
                  
 
 Re: Селеноид
Сообщение21.06.2008, 10:30 


21/06/08

112
Sidar писал(а):
Для прямоходового электромагнита переменного тока (50 Гц) тяговая характеристика (при неизменном напряжении) представляет собой почти прямую линию (т. е., сила в пределах рабочего хода практически постоянна и от расстояния мало зависит). Иное дело для электромагнитов постоянного тока, у которых сила (при постоянном токе в катушке) существенно изменяется с расстоянием в положении сердечника.


Я далек от физики и наверное по этому так неграммотно рассуждал, что переменным током врядли возможно втягивание феромагнитного сердечника в сОленоид :oops: Разве сердечник не намагничивается во время воздействия на него эл.магнитным полем определенной направленности? Я почему-то представлял, что сердечник может "не успевать" перемагнитеться во время изменения направления эл.магнитного поля и тогда он не будет втягиваться, а будет отталкиваться, будучи слегка намагниченым. Неправильно рассуждаю? :oops:

 Профиль  
                  
 
 Re: Селеноид
Сообщение22.06.2008, 21:29 
Заблокирован


15/07/07

167
Минск
Петров писал(а):
Sidar писал(а):
Для прямоходового электромагнита переменного тока (50 Гц) тяговая характеристика (при неизменном напряжении) представляет собой почти прямую линию (т. е., сила в пределах рабочего хода практически постоянна и от расстояния мало зависит). Иное дело для электромагнитов постоянного тока, у которых сила (при постоянном токе в катушке) существенно изменяется с расстоянием в положении сердечника.


Я далек от физики и наверное по этому так неграммотно рассуждал, что переменным током врядли возможно втягивание феромагнитного сердечника в сОленоид :oops: Разве сердечник не намагничивается во время воздействия на него эл.магнитным полем определенной направленности? Я почему-то представлял, что сердечник может "не успевать" перемагнитеться во время изменения направления эл.магнитного поля и тогда он не будет втягиваться, а будет отталкиваться, будучи слегка намагниченым. Неправильно рассуждаю? :oops:

==================================
Сердечник из магнитомягкого железа успевает перемагничиваться и сила втягивания в этом случае пропорциональна квадрату мгновенных значений магнитного потока (следовательно, от направления магнитного потока сила не зависит и пульсирует с двойной частотой, в частности, 100 Гц.).
Иное дело сердечник в виде постоянного магнита, который при определённом соотношении продольных размеров (его и катушки) может вибрировать, в частности, с частотой 50 Гц.
На этих принципах (по обоим вариантам) серийно изготовливаются, например, электробритвы и прочее.

 Профиль  
                  
 
 Re: Селеноид
Сообщение11.12.2010, 13:56 


11/12/10
2
Вопрос, возник, где можно прочитать, о том, как просчитать эту систему? Условия в соленоиде, болтается, ферромагнетик или постоянный магнит (желательно бы посмотреть оба варианта). Ток переменный. Если говорить точнее, меня интересует, какая сила будет приложена к сердечнику, в результате протекания по катушке индуктивности переменного тока. Заранее благодарю за помощь.

 Профиль  
                  
 
 Re: Селеноид
Сообщение11.12.2010, 18:09 
Заблокирован


20/03/10

743
Новокузнецк
Sidar в сообщении #128699 писал(а):
Сердечник из магнитомягкого железа успевает перемагничиваться и сила втягивания в этом случае пропорциональна квадрату мгновенных значений магнитного потока (следовательно, от направления магнитного потока сила не зависит и пульсирует с двойной частотой, в частности, 100 Гц.).
Иное дело сердечник в виде постоянного магнита, который при определённом соотношении продольных размеров (его и катушки) может вибрировать, в частности, с частотой 50 Гц.
На этих принципах (по обоим вариантам) серийно изготовливаются, например, электробритвы и прочее.

Курили возле сухого трёхфазного трансформатора 6000/400 В, мощностью порядка 630 кВА. Трансформатор был закрыт железным (стальным) кожухом. Кожух издавал гул. Повидимому от магнитного поля рассеяния в воздухе.
Я говорю напарнику - гудит с частотой 100 Гц. Так - по теории.
Напарник возразил - нет, должен гудеть с частотой 150 Гц. Ведь ток же трёхфазный!
Решили померить. На кожух прикрепили магнитик. На магнитик надели катушку. К катушке подключили частотомер.
Частотомер показал 50 Гц.
Почему 50, а не 100 или 150? До сих пор не знаю!

 Профиль  
                  
 
 Re: Селеноид
Сообщение11.12.2010, 20:28 
Заблокирован


20/12/07

141
Ponchik писал(а):
Я говорю напарнику - гудит с частотой 100 Гц. Так - по теории.
Напарник возразил - нет, должен гудеть с частотой 150 Гц. Ведь ток же трёхфазный!
Решили померить. На кожух прикрепили магнитик. На магнитик надели катушку. К катушке подключили частотомер.
Частотомер показал 50 Гц.
Почему 50, а не 100 или 150? До сих пор не знаю!

Гудит с частотой 100 Гц. :-)
Просто Вы меряли такой же системой, как и генерировали звук, поэтому и получили 50 Гц.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 27 ]  На страницу 1, 2  След.

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group