§ 15.6. Схема замещения нелинейной индуктивной катушки.
В расчетном отношении нелинейную индуктивную катушку (рис. 15.1, а) можно представить в виде схемы на рис. 15.3, а. В ней параллельно с идеализированной (без потерь) нелинейной индуктивностью включено сопротивление
потери в котором имитируют потери энергии в сердечнике на гистерезис и вихревые токи, а последовательно включено резистивное сопротивление самой обмотки
напряжение на нелинейной индуктивности.
Как уже отмечалось, потери энергии на гистерезис и вихревые токи
зависят от качества ферромагнитного материала и толщины листов сердечника.
Если сердечник выполнен из низкокачественного магнитного материала, то потери в нем относительно велики, а сопротивление
достаточно мало и ток
может оказаться соизмеримым с током
протекающим по идеализированной (без потерь) нелинейной индуктивности; в этом случае ветвь с сопротивлением
необходимо учитывать в расчете.
Если же сердечник изготовлен из тонких листов высококачественного магнитомягкого материала, то потери в сердечнике малы, а сопротивление
очень велико и потому ветвь с сопротивлением
можно не учитывать.
Часто вводят еще одно упрощение: полагают резистивное сопротивление обмотки
настолько малым, что с падением напряжения в нем можно не считаться.
Рис. 15.3
Рис. 15.4
Аналогичное упрощение часто делалось и при расчете цепей с линейными индуктивностями. В этом случае сопротивление катушки со стальным сердечником оказывается чисто индуктивным (соответствующая схема замещения представлена на рис. 15.3, б).
Переход от схемы замещения на рис. 15.3, а к схеме замещения на рис. 15.3, б вызван стремлением облегчить расчет цепей. При этом учитывают основной полезный нелинейный эффект (нелинейность между индукцией В и напряженностью И) и пренебрегают побочным вредным эффектом (потерями, обусловленными гистерезисом и вихревыми токами в сердечнике).
При периодическом процессе нелинейность между В и Я учитывают, ведя расчет по кривой, абсциссы которой равны полусумме абсцисс восходящей и нисходящей ветвей предельной гистерезисной петли (рис. 15.4).