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10 83 Ueb Elektrotechnik

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Elektrotechnik
10 - 83 - 1
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83
Übungen und Lösungen
83.1
Übungen
Ermitteln Sie grafisch die Funktionen µ = µ(H) und µr = µr(H) aus den B – H – Kurven für
a)
Dynamoblech
b)
legiertes Blech
Worin liegt der Unterschied zwischen a) und b) ?
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1.
2.
EISENKREIS MIT LUFTSPALT
Gegeben sei der untenstehend gezeigte magnetische Kreis mit einer magnetischen Flussdichte im Luftspalt von Bδ = 600 mT.
Material: Schenkel: 1 Grauguss, 2: Dynamoblech; 3: Anker: legiertes Blech. Der
Luftspalt betrage δ = 500 µm
a)
b)
c)
d)
Wie gross wird die notwendige Durchflutung Θ ?
Wie viele Windungen N werden benötigt,
um die Durchflutung zu verwirklichen, wenn
mit einem Füllfaktor von 0,45 gerechnet
werden darf ? Der Drahtdurchmesser
betrage d = 1 mm und die Stromdichte J =
3 Amm-2.
An welche Spannung U ist die Spule zu legen ?
Wie schwer wird die Spule ? γCu = 8,93 kg
dm-3 .
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3.
EISENKREIS MIT LUFTSPALT
Wie gross wird die notwendige Durchflutung
Θ für folgende Werte des Flusses Φ :
Φ1 = 50 µWb
Φ4 = 200 µWb
Φ2 = 100 µWb
Φ5 = 210 µWb
Φ3 = 150 µWb
Φ6 = 230 µWb
a)
mit einem Luftspalt von δ = 1 mm
b)
mit einem Luftspalt von δ = 2 mm
c)
Stellen Sie die Φ - Θ - Kurve als
Graph dar.
Material: Dynamoblech
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Kurt Steudler
str
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4.
EISENKREIS MIT LUFTSPALT
Für die Ablenkung eines Elektronenstrahls
im Luftspalt δ = 5 mm sei die nebenstehende Anordnung gegeben.
Material: Weicheisen (Dynamoblech).
Gefordert wird im Luftspalt eine magnetische Flussdichte von Bδ = 1,5 T.
a)
Wie gross wird die magnetische
Durchflutung Θ ?
b)
Lässt sich die Spule verwirklichen mit
J < 4 Amm-2 und einem Füllfaktor von
k = 0,35 ?
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5.
KREISRING MIT EISENKERN
Ein Kreisring aus legiertem Blech sei eng gewickelt mit
Draht vom Radius ρ = 300 µm. Die Stromdichte betrage J = 3 Amm-2.
Der Durchmesser des Rings betrage D = 50 mm und
jener einer einzelnen Windung d = 15 mm.
a) Wie gross werden die magn. Flussdichte BFe und
der Fluss ΦFe im geschlossenen Kreis ?
b) Im Ring werde ein Luftspalt von δ = 1 mm vorgesehen. Welchen Wert nimmt Bδ an ? (Lösung
durch Näherung).
c) Im Luftspalt herrsche eine Flussdichte von Bδ =
300 mT. Wie gross wird die Durchflutung Θ ?
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6.
EISENKREIS MIT DAUERMAGNET
Im Luftspalt δ herrsche eine magnetische
Flussdichte von Bδ = 1 T. Die notwendige
Durchflutung Θ soll aus einem Dauermagneten erzeugt werden.
Welches permanentmagnetische Material
ist zu wählen ?
Material:
1: Dynamoblech, 2: Dauermagnet, 3: legiertes Blech.
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Kurt Steudler
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7.
EISENKREIS MIT LUFTSPALT
Im Luftspalt = 500 m wird eine magn.
Flussdichte von B = 1,2 T gefordert.
Material:
Joch und Schenkel: Dynamoblech,
Anker: legiertes Blech.
Welche Durchflutung Θ muss um den Mittelschenkel erzeugt werden ?
Verwirklichen Sie die optimale Wicklung
(Wickelraum möglichst voll nutzen).
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8.
EISENKREIS MIT LUFTSPALT
Im Luftspalt δ soll eine magnetische Flussdichte von Bδ = 900 mT herrschen.
Wie gross wird die notwendige Durchflutung
Θ?
Material:
Weg
li
Ai
Bi
2
[A]=mm
[B] = T
li
Hi
-1
[H]=kAm
[l]= mm
1: Dynamoblech
2: legiertes Blech
Θ
Bemerkungen
(Material)
[Θ] = A
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Weg
li
Weg
li
Ai
Bi
2
[A]=mm
Ai
[B] = T
Bi
2
[A]=mm
[B] = T
li
Hi
[H]=kAm-1
[l]= mm
li
Hi
-1
[H]=kAm
[l]= mm
Θ
Bemerkungen
(Material)
[Θ] = A
Θ
Bemerkungen
(Material)
[Θ] = A
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Weg
li
Weg
li
Ai
Bi
2
[A]=mm
Ai
[B] = T
Bi
2
[A]=mm
[B] = T
li
Hi
[H]=kAm-1
[l]= mm
li
Hi
-1
[H]=kAm
[l]= mm
Θ
Bemerkungen
(Material)
[Θ] = A
Θ
Bemerkungen
(Material)
[Θ] = A
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83.2
Lösungen
6.
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7.
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