Расчет электромагнита переменного тока

Расчет силы тока по мощности, напряжению, сопротивлению

Бесплатный калькулятор расчета силы тока по мощности и напряжению/сопротивлению — посчитайте силу тока в однофазной или трехфазной сети ОДНИМ ЩЕЛЧКОМ!
Если вы хотите узнать, как рассчитать ток в цепи по мощности, напряжению или сопротивлению, предлагаем воспользоваться этим онлайн-калькулятором. Программа производит расчеты для сетей переменного и постоянного тока (однофазных 220 В, трехфазных 380 В) по закону Ома. Мы рекомендуем без необходимости не изменять значение коэффициента мощности (cos φ) и оставить его равным 0,95. Знание величины тока позволяет выбрать оптимальный материал и диаметр кабеля, установить надежные предохранители и автоматические выключатели, способные защитить квартиру от возможных перегрузок. Нажмите кнопку, чтобы получить результат.

Сопутствующие нормативные документы:

• СП 256.1325800.2016 «Электроустановки жилых и общественных зданий. Правила проектирования и монтажа»
• СП 31-110-2003 «Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий»
• СП 76.13330.2016 «Электроаппараты»
• ГОСТ 31565-2012 «Продукты кабельные. Требования пожарной безопасности»
• ГОСТ 10434-82 «Соединения электрические контактные. Классификация»
• ГОСТ Р 50571.1-93 «Электроустановки зданий»

Формулы расчета силы тока

Электрический ток представляет собой направленное упорядоченное движение заряженных частиц. Сила тока (I) – это количество тока, прошедшего в единицу времени через поперечное сечение проводника. Международная единица измерения – ампер (А/А).

— Ток через ток и напряжение (DC): I = P / U — Ток через ток и напряжение (переменный ток, однофазный): I = P / (U × cosφ) — Ток через ток и напряжение (переменный ток, трехфазный).): I = P / (U × cosφ × √3) — Ток через мощность и сопротивление: I = √(P / R) — Ток через напряжение и сопротивление: I = U / R

• P – мощность, Вт;
• U – напряжение, В;
• R – сопротивление, Ом;
• cos φ – коэффициент мощности.

Коэффициент мощности cos φ — относительная скалярная величина, характеризующая эффективность использования электрической энергии. Для бытовой техники этот коэффициент почти всегда находится в пределах от 0,90 до 1,00.

Калькулятор расчета электромагнита постоянного тока

Расчет электромагнитной станции постоянного тока с выдвижным якорем

1. Конструкция привода

Конструкция узла электромагнитного привода постоянного тока (ЭПД) с выдвижным якорем 4 представлена ​​на рис. 1.1.

Рис. 1.1. Конструкция ЭДС постоянного тока с выдвижным якорем.

ЭДС состоит из цилиндрического стального корпуса, в котором размещена токопроводящая (обычно медная) обмотка, представляющая собой цилиндрический соленоид. С обеих сторон кузов закрыт стальными кожухами. На одной из крышек установлена ​​стальная вставка. В отверстие второй крышки вставляется стальной анкер. Между анкером и сердечником должно быть рабочее расстояние. Величина рабочего зазора определяет максимальный ход якоря. Когда по обмотке проходит электрический ток, якорь создает тяговое усилие, которое пытается втянуться в обмотку. Для возврата якоря в исходное положение при отключении питания можно использовать пружину (на чертеже не показана).

2. Объяснение проблемы

Необходимо рассчитать зависимость максимальной тяговой силы ЭДС от хода якоря. На рис. 2.1 показан чертеж ЭМП с размерами.

Рис. 2.1 рисунок ЭМИ.

R0 — радиус посадки (якоря) H0 — высота посадки R1 — внутренний радиус соленоида R2 — внешний радиус соленоида (внутренний радиус корпуса привода) H — высота соленоида l — коэффициент упаковки j — плотность тока обмотки Rd — внешний радиус корпуса привода Hd — высота привода корпуса Z — рабочий зазор X — перемещение якоря из исходного положения U — напряжение питания привода I — значение тока в проводе обмотки F — усилие, развиваемое якорем привода

3. Расчет допустимой плотности тока в обмотках

Эффект рассеивания тепла и, следовательно, температура обмотки зависят от плотности тока в обмотке. Эта температура не должна превышать допустимую для данного провода. Расчет температуры внутри обмотки и, следовательно, допустимой плотности тока в обмотках можно выполнить методом конечных элементов 2, 3, 5, 6. Величина допустимой плотности тока в проводах обмоток зависит от конструкции ЭДС и для соленоидов с толщиной обмотки (R2 — R1) до 20 — 30 мм может достигать 5,8 А/мм 2 при длительном воздействии срок эксплуатации на воздухе с температурой до 40 0С.

Если коэффициент упаковки принять равным 0,6, то плотность тока в самой обмотке при плотности тока в проводе обмотки 5 А/мм 2 будет равна 5 ∙ 0,6 = 3 А/мм 2 . В этом случае превышение температура обмотки над температурой окружающей среды не будет превышать 60 0 С, а термическое сопротивление изоляции проводов обмоток должно быть примерно 100 0 С.

Читайте также: Расчет мощности — как найти силу тока, сопротивление

Советы по тому, как сделать электромагнит своими руками

Для чего бы человеку ни понадобился магнит, его легко можно сделать в домашних условиях.

Когда такая вещь окажется под рукой, с ее помощью можно не только развлекаться, подбирая со стола разные железяки, но и находить ей полезное применение, например, найти иголку, упавшую на ковер.

Из этой статьи вы узнаете, как просто сделать электромагнит своими руками в домашних условиях.

Немного физики

Как мы помним (или не помним) из уроков физики, для преобразования электрического тока в магнитное поле нужно создать индукцию. Индуктивность создается с помощью обыкновенной катушки, внутри которой возникает это поле и передается на стальной сердечник, вокруг которого намотана катушка.

Так вот, в зависимости от полярности один конец сердечника будет излучать поле со знаком минус, а противоположный со знаком плюс. Но полярность никак не влияет на зрительно-магнитные способности. Итак, когда с физикой покончено, можно приступать к решительным действиям по изготовлению простейшего электромагнита своими руками.

Материалы для изготовления самого простого магнита

В первую очередь нам понадобится любой дроссель с намотанным на сердечник медным проводом. Это может быть обычный трансформатор от любого блока питания.

Отличным инструментом для изготовления электромагнитов является намотка на коническую заднюю часть кинескопов старых мониторов или телевизоров.

Жилы проводников в трансформаторах защищены изоляцией, состоящей из почти невидимого слоя специального лака, препятствующего прохождению электрического тока, что нам и нужно. Помимо этих проводников, для изготовления электромагнита своими руками необходимо также подготовить:

1. Обычная батарейка на полтора вольта.
2. Лента или скотч.
3. Острый нож.
4. Набить сотню.

Процесс изготовления простейшего магнита

Начнем с снятия проводов с трансформатора. Как правило, центр находится внутри стального каркаса. Можно, сняв поверхностную изоляцию катушки, просто размотать провод, протянуть его между каркасами и катушкой. Поскольку нам не нужно много проволоки, этот способ здесь наиболее приемлем. Когда мы выпустили достаточно проволоки, делаем следующее:

1. Снятый с катушки трансформатора провод наматываем на гвоздь, который будет выполнять роль нашего электромагнита в качестве стального сердечника. Рекомендуется делать повороты как можно чаще и прижимать их друг к другу. Не забываем оставить в первом витке длинный конец провода, по которому наш электромагнит будет приводиться к одному из полюсов батареи.
2. Дойдя до противоположного конца гвоздя, мы также оставили длинный проводник для питания. Лишнюю проволоку отрезаем ножом. Чтобы спираль у нас не распустилась, можно обмотать ее скотчем или изолентой.
3. Оба конца провода, идущего от намотанного гвоздя, зачищаем от изоляционного лака с помощью ножа.
4. Один конец зачищенного проводника прислоняем к плюсу аккумулятора и прихватываем скотчем или изолентой, чтобы контакт сохранялся хорошо.
5. Другой конец мотаем таким же образом к минусу.

Электромагнит готов к работе. Разложите на столе металлические скрепки или пуговицы, вы сможете проверить работоспособность.

Как изготовить более мощный магнит?

Как сделать электромагнит с более сильными магнитными свойствами своими руками? На силу магнетизма влияет несколько факторов, наиболее важным из которых является мощность электрического тока батареи, которую мы используем. Например, сделав электромагнит из квадратной батарейки на 4,5 вольта, мы утроим силу его магнитных свойств. Еще более сильный эффект даст корона на 9 вольт.

Но не забывайте, что чем сильнее электрический ток, тем больше потребуется витков, так как сопротивление при малом числе витков будет слишком велико, что приведет к сильному нагреву проводников. Если их сильно нагреть, изоляционный лак может начать плавиться, витки начнут замыкать друг на друга или на стальной сердечник. И то, и другое рано или поздно приведет к короткому замыканию.

Сила магнетизма также зависит от количества витков вокруг сердечника магнита. Чем их больше, тем сильнее будет индукционное поле и тем сильнее будет магнит.

Изготавливаем более мощный магнит

Попробуем сделать электромагнит на 12 вольт своими руками. Он будет питаться от 12-вольтового адаптера переменного тока или 12-вольтового автомобильного аккумулятора.

Для этого нам понадобится гораздо большее количество медного проводника, и поэтому мы должны сначала удалить внутреннюю катушку медного провода из подготовленного трансформатора.

Болгарский — лучший способ вытянуть его.

Что нам нужно сделать:

• Стальная подкова от большого навесного замка, которая будет служить нашей сердцевиной. В этом случае можно будет намагнитить железяки обоими концами, что еще больше увеличит грузоподъемность магнита.
• Катушка с медным проводом в лакированной изоляции.
• Изолента.
• Нож.
• Ненужный блок питания 12 вольт или автомобильный аккумулятор.

Процесс изготовления мощного 12-вольтового магнита

Конечно, в качестве сердечника можно использовать любой другой прочный стальной штифт. А вот подкова из старинного замка подойдет как нельзя лучше. Его буй послужит своеобразной ручкой, если мы начнем поднимать грузы, имеющие внушительный вес. Итак, в данном случае процесс изготовления электромагнита своими руками выглядит следующим образом:

1. Наматываем провод от трансформатора на одну из подков. Размещаем катушки как можно ближе. Подковообразные качели будут немного мешать, но это нормально. Когда длина стороны подковы закончится, накладываем витки в обратную сторону, поверх первого ряда витков. Всего делаем 500 витков.
2. Когда обмотка одной половинки подковы готова, обматываем ее слоем изоленты. Первый конец провода, предназначенный для питания от источника питания, подводят к вершине будущей ручки. Обматываем нашу катушку на подкове еще одним слоем изоленты. Другой конец проводника продеваем к изгибу стержня ручки и делаем еще один виток с другой стороны.
3. Наматываем шнур с противоположной стороны подковы. Делаем все так же, как и в случае с первой страницей. Когда будет проложено 500 витков, также выводим конец провода для питания от источника энергии. Для тех, кому непонятно, процедура хорошо показана в этом видео.

Заключительный этап изготовления электромагнита своими руками – это питание источника энергии. Если это аккумулятор, наращиваем концы зачищенных проводников нашего электромагнита с помощью дополнительных проводов, которые подключаем к клеммам аккумулятора.

Если это блок питания, отрезаем штекер, идущий к потребителю, зачищаем провода и присоединяем каждый провод от электромагнита к каждому. Изолировать скотчем. Включаем питание в розетку. Поздравляем.

Вы своими руками сделали мощный электромагнит на 12 вольт, который способен поднимать грузы свыше 5 кг.

Калькулятор электромагнитной силы

Формула расчета электромагнитной силы:

F = (nxi) 2 x магнитная постоянная x S / (2 x низкий 2)

• F = Прочность,
• я = ток,
• low = длина зазора между соленоидом и куском металла,
• S = Площадь поперечного сечения электромагнита
• n = количество оборотов,
• Магнитная постоянная = 4 x PI x 10 -7 .

Было ли это полезно?

Почему нет ядра магнитной проницаемости а?

Единственный минус — односторонний куркулятор, нельзя выбрать неизвестное из мощности, тока, оборотов и т.д. Пришлось прикинуть, сколько мотать, чтобы усилие было 1000Н.

возиться со своим калькулятором

Бред скорее ваши знания, что вообще нужно знать этой формуле! https://g.io.ua/img_aa/large/4168/51/41685189.jpg вот формула в учебнике.

Я не понимаю здесь значения даны в мм2 см2 или в м2?

все хорошо. Сам рассчитывал по формулам, все сходится. Напряжение здесь учитывать излишне, потому что магнитное поле зависит от силы тока и числа витков, а сила притяжения зависит от напряженности поля, сечения сердечника и зазора сердечника

Ввел данные на втягивающую катушку для автомата заряжания снарядов к орудию швах7502, которая прижимает ключ к замку. Внешний диаметр катушки 70мм, длина 80мм, сердечник 18мм, толщина титановой катушки 1мм. Катушка в 50 тысяч витков намотана проводом D=0,2 мм. Номинальный ток 0,13А, мощность катушки 66Вт. По диаметру витка указываем площадь 0,00385 м*м.По расчету получается 11350Н. С такой силой отступающий газ должен сломать и ствол, и замок и т.д. Нужно добавить в расчет параметры и подправить форму.

1 в таких габаритах 50000 вит не влезет даже при коэффициенте заполнения 0.7 получается 44500

2. 44500 витков провода D=0,2 будут иметь сопротивление 3350 Ом. 3350 Ом х 0,13 А = 435,5 вольта.. Однако!

Расчет электромагнита переменного тока

Эскизы однофазных: электромагнитов переменного тока с различными типами магнитопроводов показаны на рис. 2.1 — 2.3. Амплитудное значение магнитного потока Фм при текущем значении питающего напряжения U, частоты f и числа витков обмотки W без учета активного сопротивления обмотки определяется по формуле

Число колебаний обмотки примерно равно

С учетом активного сопротивления обмотки (коэффициент кн = 0,7 + 0,9) при заданной индукции в рабочем промежутке Bem и активном сечении магнитопровода Sm количество витков

Амплитудное значение силы для однофазных систем без экранирующей катушки с однородным полем в рабочем промежутке и ненасыщенной магнитной системой определяется по формуле Максвелла (2):

где Sp – площадь полюса, м 2 .

Средняя крепость

Если магнитный поток изменяется по синусоидальному закону Фi = Фm sinwt, то мгновенное значение электромагнитной силы, согласно (2.4),

Методы определения электромагнитной силы Pe в зависимости от величины зазора, а также времени для электромагнитов переменного тока приведены в 1,2,8.

Рис. 2.1. Эскиз электромагнита переменного тока с выдвижным якорем квадратного сечения: 1 — якорь; 2 — скелет; 3 — обмотка

При определении основных размеров и параметров однофазных электромагнитов с экранирующими обмотками площадь поперечного сечения полюса (м 2) можно найти по приближенной формуле, полученной из уравнения Максвелла, исходя из условия отсутствия вибрации якоря

где кр = (1,1 — 1,3) — коэффициент запаса по мощности; В 2 дм = (1/1,2) Тл — индукция в рабочем зазоре, которую выбирают вблизи изгиба кривой намагничивания применяемых сталей; Rпр к — расчетная противодействующая сила при притянутом якоре, Н (для двухвиткового электромагнита с двумя рабочими зазорами Р’пр к = 0,5Р на к; Сп = ба — площадь поперечного сечения стержень, г, м 2 , м/а

= 1…2 – отношение ширины полюса к его толщине.

Рис. 2.2. Эскиз двухвиткового П-образного электромагнита переменного тока с внешним прямолинейным якорем и квадратным сечением полюсов: 1 — якорь; 2 — защитный биток; 3 — скелет; 4 — обмотка.

Количество витков в соленоиде формула

Количество витков катушки Op = Магнитное поле MP*Длина соленоида/Электрический ток Магнитное поле
Nop = Bmf*Los/i

Как сделать простой электромагнит – пошаговая инструкция со схемами

Такой прибор удобен тем, что его работу легко контролировать с помощью электрического тока – менять полюса, силу притяжения. В некоторых случаях он становится поистине незаменимым, и часто используется как конструктивный элемент в различных самоделках. Сделать простой электромагнит своими руками несложно, тем более, что почти все необходимое найдется в каждом доме.

Что понадобится

• Любой подходящий образец железа (оно хорошо намагничивается). Это будет сердечник электромагнита.
• Провод медный, всегда изолированный, чтобы предотвратить прямой контакт между двумя металлами. Для самодельного электро/магнита рекомендуемое сечение 0,5 (но не более 1,0).
• Источник постоянного тока — батарея, аккумулятор, БП.

Кроме того:

• Соединительные кабели для подключения электромагнита.
• Паяльник или изолента для фиксации контактов.

Это общая рекомендация, так как электромагнит делается для определенной цели. Исходя из этого, выбираются компоненты схемы.

А если делать в домашних условиях, стандарта быть не может – подойдет все, что есть под рукой.

Например, применительно к первому пункту в качестве стержня часто используют гвоздь, запорную скобу, кусок железного стержня — выбор вариантов огромен.

Обмотка

Медный провод аккуратно, виток за витком, наматывается на сердечник. При такой совести КПД электромагнита будет максимально высоким.

После первого «прохода» по железному образцу проволоку укладывают вторым, иногда третьим слоем. Это зависит от того, какая мощность требуется устройству.

Но направление намотки должно быть неизменным, иначе магнитное поле будет «разбалансировано», и электромагнит вряд ли сможет что-либо притянуть к себе.

Чтобы понять смысл происходящих процессов, достаточно вспомнить уроки физики из школьного курса — движущиеся электроны, создаваемая ими ЭДС, направление ее вращения.

После завершения намотки провод обрезается так, чтобы было удобно подключать провода к источнику питания. Если это батарея, то напрямую. При использовании блока питания, аккумулятора или другого устройства вам потребуются соединительные кабели.

Что учесть

Есть определенные сложности с количеством слоев.

• С увеличением оборотов реактивное сопротивление увеличивается. Это значит, что сила тока начнет уменьшаться, а притяжение станет слабее.
• С другой стороны, увеличение номинального тока приведет к нагреву обмотки.

Принцип работы электромагнита подробно описан в следующем видео:

Подключение

• Чистка выводов от «меди». Провод в основном покрыт несколькими слоями лака (в зависимости от марки) и как известно это изолятор.
• Пайка медных и соединительных проводов. Хотя это и не принципиально — можно сделать скрутку, заизолировав ее ПВХ трубой или лентой.
• Присоедините другие концы проводов к зажимам. Например как «крокодил». Такие съемные контакты позволяют легко менять полюса электромагнита при необходимости во время использования.

Полезные советы

• Для изготовления мощного электромагнита домашние умельцы часто используют катушку от МП (магнитного пускателя), реле и контакторы. Они доступны как для 220, так и для 380 В.

Подобрать железный сердечник по внутреннему сечению несложно. Для удобства управления в схему необходимо включить реостат (переменного сопротивления). Соответственно такой э/магнит уже подключен к розетке.

Сила притяжения регулируется изменением R в цепи.

• Увеличить мощность электромагнита можно за счет увеличения сечения сердечника. Но только до определенных пределов. И здесь придется экспериментировать.

• Перед изготовлением электро/магнита нужно убедиться, что выбранный образец железа подходит для этого. Проверка довольно проста. Возьмите обычный магнит; на таких «лохах» в доме много вещей. Если он притягивает выбранную для сердечника деталь, его можно использовать. При отрицательном или «слабом» результате лучше поискать другой тест.

сделать электромагнит довольно просто. Все остальное зависит от терпения и смекалки мастера. Возможно, вам придется поэкспериментировать, чтобы получить то, что вам нужно — с напряжением питания, размером провода и так далее. Любая самоделка требует не только творческого подхода, но и времени. Если его не жалко, отличный результат гарантирован.

Электромагниты

В очередной раз листая книгу, найденную у помойки, я заметил простой, примерный расчет электромагнитов. Титульный лист книги показан на рисунке 1.

Вообще их расчет сложный процесс, но для радиолюбителей вполне подойдет расчет, приведенный в этой книге. Электромагнит используется во многих электрических устройствах. Представляет собой моток проволоки, намотанной на железный сердечник, форма которого может быть разной. Железный сердечник является частью магнитопровода, а другой частью выступает якорь, с помощью которого замыкается путь магнитных силовых линий. Магнитопровод характеризуется величиной магнитной индукции — V, которая зависит от напряженности поля и магнитной проницаемости материала.

Именно поэтому сердечники электромагнитов изготавливают из железа, обладающего высокой магнитной проницаемостью. В свою очередь, поток силы обозначается в формулах буквой F. F = B • S — магнитная индукция — B, умноженная на площадь поперечного сечения магнитопровода — S. Поток силы также зависит от т н. — называется магнитодвижущей силой (Эм), которая определяется числом ампер-витков на 1 см длины пути силовых линий и может быть выражена формулой: Ф = магнитодвижущая сила (Эм) • магнитное сопротивление (Rм) тока ток через катушку в амперах.

Другая составляющая: Rm = L/M•S, где L — средняя длина пути магнитных силовых линий, M — магнитная проницаемость, S — поперечное сечение магнитопровода. При конструировании электромагнитов крайне желательно добиться большого потока мощности. Этого можно добиться за счет уменьшения магнитного сопротивления. Для этого необходимо выбрать магнитопровод с наименьшей длиной пробега силовых линий и с наибольшим поперечным сечением, а в качестве материала железо с высокой магнитной проницаемостью.

Другой способ увеличения потока мощности за счет увеличения ампер-витков не приемлем, так как в целях экономии провода и мощности следует стремиться к уменьшению ампер-витков. Обычно электромагниты рассчитывают по специальным графикам. Для упрощения расчетов также воспользуемся некоторыми выводами из графиков. Предположим, что необходимо определить ампер-витки и поток мощности замкнутой ферромагнитной цепи, показанной на рис. 1а и изготовленной из железа самого низкого качества.