De Pe Flash

Formularea temei

Circuitul Magnetic din desen are permeabilitatea relativa a miezului egala cu 1000 şi dimensiunile geometrice abclLg cunoscutePe coloana centrala se afla o

bobina cu N spire

Definitia si partile componente ale electromagnetului

bull Electromagnetul este un magnet temporar ın care campul magnetic este determinatbull de prezenta curentului electric ıntr-un circuit de excitatie Principalele componentebull ale electromagnetului sunt 1 armatura fixa 2 armatura mobila 3bobina de excitatie

parcursa de curent electric

Clasificarea electromagnetilor

bull Electromagnetii sunt clasificati dupa mai multe criteriibull 1 Dupa modul de lucrubull electromagnet de atragerebull electromagnet de retcedilinerebull 2 Dupa felul curentului de excitatcediliebull electromagnet de curent continuubull electromagnet de curent alternativbull 3 Dupa durata de exploatarebull electromagnet cu exploatare de durata continuabull eletromagnet cu exploatare intermediarabull electromagnet cu exploatare pe timp limitatbull 4 Dupa rapiditatea de actionarebull normalbull rapidbull ıntarziat

Aplicarea electromagnetilor

bull Una din firmele producatoare ale unor astfel de aparate este PHILIPS care isi prezinta produsul astfel laquo Diagnosticarea si tratamentul cardiac este unul dintre cele mai scumpe zone din domeniul sanatatii Inlocuind mai multe proceduri cu una singura examenul medical cardiac prin rezonanta magnetica permite pacientilor sa primeasca tratament mai repede

bull si la un pret mai mic si poate reduce substantial cheltuielile asociate diagnosticarii fata de metodele diagnosticarii clasice Intr-un singur examen puteti Prezenta morfologia cardiaca analiza functiile cardiace vizaliza si cuantifica fluxul sanguin determina functiile ventriculare si ale inimii atat la odihna cat si la stres determina viabilitatea sistemului miocardic vizualiza principalele artere coronariene efectua o imagine vasculara a intregului corp raquo MRI are aplicabilitate si in neurologie morfologie angiografie studierea muschilor si a scheletului

Principiul de functionare

bull Daca se aplica o tensiune la bornele bobinei electromagnetului apre un curent electricbull care strabate bobina si care conform legii circuitului magnetic creeaza un campbull magnetic Liniile campului magnetic sunt concentrate mai ales ın zona miezului si bull ın ıntrefier datorita permeabilitatii mari

Modelarea fizica a dispozitivuluistudiat

bull Modelarea fizica este o procedura de identificare a marimilor cedilsi fenomenelor esentiale

bull ıntr-un dispozitiv cedilsi neglijarea celor care nu influenteaza substantial functionarea

bull acestuiaIn consecinta modelarea fizica presupune ıntcedilelegerea perfecta a felului ın

bull care functcedilioneaza un dispozitiv precum cedilsi identificarea scopului analizei dispozitivu-

bull lui prevederea comportarii cedilsi calculul caracteristicilor de performanta determinarea

bull solicitarilor aflarea limitelor de functionare normala optimizarea constructiei sau

bull reproiectarea ın vederea ımbunatatirii respectiv modificarii caracteristicilor tehnice

bull Ca urmare a procedurii de modelare fizica trebuie sa rezultebull o lista de ipoteze simplificatoare considerate ın modelarebull regimurile campului electromagnetic ın care va fi analizat dispozitivul

si ecuatiilebull campului ın acel regimbull forma si dimensiunile fiecarei parti componente a dispozitivuluibull bull sursele de camp electromagnetic atat cele interne cat si cele externe

dispozi-bull tivuluibull lista marimilor fizice ce caracterizeaza starea campului si efectele de

camp

Principalele fenomene care au loc ın dispozitiv

bull La bornele bobinei electromagnetului se aplica o tensiune de forma u = ZCE drbull Apilcarea tensiunii la bornele bobinei duce la aparitcedilia unui curent electric i = ZSJ dAbull Conform teoremei lui Ampere orice curent produce ın jurul sau un camp mag-bull netic um1048576 = iS1048576 um1048576 = I1048576H dr iS1048576 = ZS1048576J dAbull Legea circuitului magnetic aduce o comletare teoremei lui Ampere um1048576 = iS1048576 + S1048576t

Felurile de miezuri

Teorema Kirchhoff I pentru circuit magnetic

bull Suma algebrica a fluxurilor fasciculare din laturile concurente la un nod este nula

Teorema Kirchhoff II pentru circuite magnetice

bull Suma algebrica a tensiunilor magnetice (um)de pe laturile unei bucle este nulabull Tensiunile sunt masurate prin exteriorul tronsonuluibull Suprafatcedila S1048576 nu este strabatuta de nici un curent deci iS1048576 = 0 De aici rezultabull ca um1048576 = 0 cedilsi ca PAbull k [b] umk = 0isin

Relatia lui Ohm pentru circuite magnetice

bull Tensiunea magnetica este egala cu produsul dintre reluctanta magnetica si flux

Analiza energetica energia magnetica acumulata intr-un circuit magnetic

bull Densitatea de volum a energiei este data de relatia

bull Graful circuitului magnetic este alcatuit din liniile mediene ale tronsoanelor

bull Fiecare tronson are o reluctanta (rezistenta magnetica ) iar fiecare bobina este

bull o sursa orientata dupa regula burghiului aplicata curentului din bobina

bull Circuitul astfel obtinut se pote analiza cu oricare dintre metodele teoriei circuitelor

bull de current continuu (Kirchhoff curenti ciclici potentialul la noduri etc)

bull Forta se poate calcula dupa relatia

bull Inductivitatea bobinei se poate calcula fie pornind de la relatia ın care inductivi-

bull tatea este egala cu raportul dintre flux si curent bull Inductivitatea bobinei devine egala cu raportul dintrebull patratul numarulului de spire si reluctantabull a magnetica echivalentabull Din grafice se observa ca daca se mareste ıntrefierul bull energia magnetica scade considerabil iar valoarea bull erorilor de calcul creste

Prezentarea programului de simulare

bull Modelarea numerica se realizeaza cu ajutorul programului de simulare FAP (Field

bull Analysis Program) Acest program are trei module principale preprocesare proce-

bull sare si postprocesarebull Modulul preprocesor are rol de a genera o retcedilea de discretizare

suprapusa pestebull domeniul de definitcedilie al problemei de camp electromagnetic utizind

elementele fi-bull nite astfel ales ıncat sa fie aproximate cat mai bine frontiera

domeniului interfetcedilelebull si subdomeniile cu repartitcedilii ale surselor In modulul preprocesor

editeaza un fisierbull (geo) ın care se introduc datele problemei datele geometrice

bull constantele de mate-bull rial conditiile de frontiera si numarul de iteratii pentru a determina

necunoscutelebull problemebull Procesorul este o componenta a pachetului de programare FAP care

asigurabull operatcedilia de rezolvare a problemelor de camp si generarea rezultatelor

ce vor fi anal-bull izate cu ajutorul modulului pastprocesor Procesorul citeste fisierul de

descriere abull problemei (prb) si fisierul de geometrie (geo) Cu ajutorul acestor

date construiecedilstebull sistemul de ecuatcedilii pe care ıl va rezolva In cazul utilizarii solverelor

neliniare ınbull timpul calculului se reprezinta grafic pe ecran variatia erorii ın functcedilie

de numarulbull de iteratii Procesul se opreste la atingerea numarului maxim de

iteratiibull Postprocesarea pornecedilste de la valori nodale determinate si ısi

propune sa deter-bull mine marimile locale si globale ale campului electromagnetic

Influenta unor parametrii asupra rezultatelor

In urma diferitor simulari s-a mobservat ca odata cu cresterea numarul de noduri ale retelei de discetizare energia se stabilizeaza la o valoare anume c nu mai creste indiferent de numarul de noduri introduse De aceea in continuare s-a lucrat pe un model care sa nu necesite mult timp de calcul (adica un model care sa nu aiba o retea de discretizare prea deasa acest model se simuleaza in continuare cu diferite pozitii ale frontierei

bull Deoarece ın modelarea numerica nu mai este neglijat˘a dispersia modelul ales ın

bull urma simularii dispozitivului cu diferite pozitii ale frontierei este cel cu frontierabull cea mai departat˘a de electromagnet Astfel cu frontiera situata la distanta 4 debull electromagnet se obtcediline cea mai bun˘a solutcedilie In cazurile ın care pozitia

frontiereibull era la 3 respectiv 2 diferenta ıntre valorile obtinute pentru energia magnetic˘abull nu era prea mare S-a observat ca daca apropiem frontiera fictiva de

dispozitivulbull studiat energia magnetica scade

bull In figura esteprezenta reteaua de discretizare si pozitia frontierei fictive ale modelului pe care s-au facut modificarile de intrefier

bull Se observa ca odata cu scaderea ıntrefierului valoarea energiei magnetice creste

bull deoarece campul de dispersie scadebull Valorile obtinuteın urma modelarii numerice a dispozitivului sunt mult

mai pre-bull cise decat valorile obtinute ın urma moderarii analitice deoarece nu se

mai iau ınbull considerare ipotezele simplificatoare iar erorile au valori mult mai mici

Regimurile campului electromagnetic

bull Atunci cand bobina electromagnetului este alimentata ın curent continuu se identifica urmatoarele regimuri ın bobina - regim electrocinetic iar ın feromagnet - regim magnetostationar Atunci cand bobina este alimentata ın curent alternativ

bull se face analiza electromagnetului ın regim cuasistationar

bull Regimul electric stationar este caracterizeazat prin urmatoarele ipoteze simplifica-

bull toare

bull corpurile sunt imobile

bull marimile fizice nu variaza ın timp

bull nu intereseaza distributia campului magnetic

Formularea problemei ın regim magnetic stationar


bull toarebull corpurile sunt imobilebull marimile fizice nu variaza ın timpbull nu intereseaza distributia campului magnetic

bull Din sistemul de ecuatii se observa ca necunoscutele problemei sunt inductia

bull Magnetica si intensitatea campului magnetic iar datele cunoscute sunt

bull distributia curentului de inductie magnetizatia permanenta caracteristicile conductoarelor din domeniu si conditiile de frontiera

bull In cazul mediilor liniare trebuie indeplinita una din urmatoarele conditii

bull bull ın orice punct de pe frontiera este data componenta normala a inductiei Bn =

bull nB (cu valoare medie nula pe frontiera pentru ca solutia sa existe)

bull bull ın orice punct de pe frontiera este data componenta tangentiala a intensitatii

bull Ht = n times (H times n)

bull bull ın orice punct de pe frontiera este dat fie Ht (pe suprafata laterala) fie Bn (inrest) cu conditia ca daca suprafata laterala este neconexa si alcatuita din m

bull parti conexe atunci pe primele m-1 parti trebuie cunoscut fie fluxul magnetic

bull k fie tensiunea magnetica Umk a unui punct fata de un punct situat ın partea

bull de referinta (m)

Formularea corecta a problemei de camp electromagnetic

bull Pentru a simplifica rezolvarea datorita axei de simetrie problema va fi rezolvata ca

bull o problema plan-paralela cu domeniul redusbull Problema fundamentala a analizei campuluibull electromagnetic ın diferite regimuri se reduce din punct bull de vedere matematic la rezolvarea unor ecuatii diferentialebull cu derivate partialePentru ca problema bull sa fie corect formulata este necesar cabull bull solutia sa existebull bull solutia sa fie unicabull bull solutia sa depinda continuu de datele problemeibull Toate cele trei conditii prezinta importanta teoretica si practica bull ınsa teorema debull unicitate este pe departe cea mai importanta ın practica

bull Avand ın vedere cerintcedilele problemei vom formula problema de camp electromag-

bull netic ın regim magnetic stationarbull Problema fundamentala a acestui regim are urmatoarele datebull bull domeniul de calcul D = D1 U D2 U D3 U D4 U R2bull bull constanta de material (permeabilitatea μ) data tabelar

Socul Electromagnetic

La inceputul ldquoereirdquo nucleare prezenta socului elecrtomagnetic era cunoscutaInainte de testul Trinity Iulie 16 1945 Enrico Fermi a incercat sa calculeze posibilul cimp electromagnetic care s-ar fi produs din pacate efectele EMP nu erau inca cunoscut pe deplinAbia in anii 1960 adevarata natura a acestuia a fost cu adevarat cunoscuta

In explozia nucleara sunt produse raze gama care interactioneaza cu moleculele din aer producind electroni prin efectul ldquoComptonrdquoAstfel un foton din razele gama se loveste de un electron al unei molecule din aer si energia acestuia este transferata electronuluiAceste interactii au loc in asa fel incit fotonul isi pierde energia initiala si isi schimba directia iar electronul prin conservarea energiei si a momentului devine un electron Compton de ldquoreculrdquo

bull Acesti electroni ating viteze mult mai mari decit ionii astfel creati de sarcina pozitivaAceasta separare de sarcini duce la formarea uniu cimp electric foarte puternicElectronii sunt atrasi de ioni are formeaza un curent conductor direct proportional cu efectul ComptonDe asemenea acest curent are sensul invers fata de cimpul electric limitind cimpul si oprindu-i cresterea

bull Cimpul electric produs de EMP dureaza foarte putin timp inainte sa dispara completIn cazul unui EMP obisnuit acesta dureaza in jur de o nanosecundaDar chiar si cu un soc asa scurt efectele sunt devastatoareDupa multe calcule s-a constatat ca o bomba nucleara bine plasata deasupra SUA astfel detonata ar putea produce un imens cimp electric la suprafata pamintuluiDe exemplu socul de la o bomba cu hidrogen la 300 km deasupra SUA ar produce un cimp de 50kVm in intregul continent si totul s-ar intimpla simultan datorita vitezei lumini radiatiilor

bull S-a descoperit insa o metoda mai buna de a crea un astfel de efect si fara o explozie nucleara Bazele funtionarii unei astfel de ldquobomberdquo electrice sta la baza intelegerii principiilor teoriei fizice electromagneticeTehnologia se bazeaza pe un soc electromagnetic ce poate fi conceptualizat ca unda de soc creata cind un fascicul de fotoni de energie inalta se ciocnesc cu atomi de energie joasa determinindu-I sa propulseze electroni Compton

bull O forma rudimentara de bomba electrica este numita generator de compresie a fluxului si consta dintr-un tub cu explozibil intr-o cavitate de cupru si pus sub tensiune de mai multe condensatoare

Bomba electrica

bull Astfel se creaza un cimp magneticCind explozibilul este detoat din spate inspre fata tubul ete inpins in afara si atingind spirele de cupru creind o scurt-circuitare in miscareAsta impinge cimpul magnetic in afara producind un EMP care intrerupe curenti de zeci de milioane de amperi Pentru multe persoane cuvintul ldquorailgunrdquo se refera la o arma tehnologica avansata existenta doar in filmeSFIn realitate aceasta exista insa nu cum o stim noiIn filmul ldquoEraserrdquo este prezentata o astfel de arma insa faptele din film se opun legilor fiziciiCind Arnold trage cu un proiectil care are aproape viteza luminii implica o forta dereactiune in umarul sa u de aproximativ 29000000 N (avind in vedere faptul ca glontele are 100 g si se apropie de viteza luminii)

bull Aceste arme sunt de fapt relativ simple constituite din doua sine din cupru intre care este situat proiectilul din aluminiu cupru sau grafit acesta trebuind sa fie cel putin semi-conductor pentru a functionaSinele sunt cuplate la o sursa imensa de curent care trimite curent prin prima sina prin proiectil si apoi prin a doua sinaAstfel apar cimpuri magnetice ce interactioneaza cu electronii curentului din proicetil (fortza Lorenz) si e perpendiculara pe cimp si curentAstfel proiectilele sunt accelerate la viteze extrem de mari

bull Pentru a determina forta se aplica urmatoarea ecuatie

bull F=IL x B bull I = Curentulbull L = Lungimea bull B = Cimpul magnetic uniform bull Pentru viteza de iesire a

proiectiluluibull V=(LIsup2t)(2m) bull Undebull V = Vitezabull L = inductanta brnelor bull I = curent bull t = timpul bull m = Masa proiectilului

Informatie despre Partile componente ale unui electromagnet

bull 1-Cel mai lung rezistor din figura care este icircn pozitie orizontala-sus este o rezistentabull pentru boilere Rezistorul din dreapta pozat vertical care are aripioare de disipareabull caldurii este o rezistenta de icircncalzire a aparatelor din tablouri Al doelea sir vertical debull rezistoare dupa celeea cu pelicula metalica urmeaza icircnca doua rezistente ceramice carebull sunt folosite icircn electronica

bull Urmeaza doua rezistoare bobinate cu nichelina rezistoare debull mare amperaj folosite icircn electrotehnica Urmatoarele rezistente sunt

bobinate pe mica pebull un bimetal si sunt componente ale releelor termice de suprasarcina

ale icircntrerupatoarelorbull de tip AC-3 Ultimul rezistor din aceasta coloana este tot un rezistor ce

se foloseste icircnbull electronica A treia coloana de rezistoare icircncepe tot cu un tip de

rezistenta folosita icircnbull electronica apoi o rezistenta fixa bobinata de putere icircmbracata icircn

ceramica Urmatoareabull figura cu toate ca este mica sunt trei rezistente electronice legate icircn

serie Ultimile douabull rezistente sunt doua tipuri de rezistense electrotehnice de tipuri

diferite ca format A patrabull coloana de rezistoare icircncepe cu doua rezistente de icircncalzire dispuse

orizontal care sebull continua cu altele doua de forma patrata care sunt dispuse pe vertical

bull Mai jos suntbull montate icircn paralel doua rezistente de icircncalzire electronice si sub ele

sunt un grup de treibull rezistente electronice de valori mici care au fost montate icircn paralel

Urmatoarea coloanabull spre stacircnga icircncepe cu o rezistenta bobinata cu contacte icircn mercur

Urmeaza doua marimibull de rezistente bobinate din nichelina cu cursor fix si icircnvelis ceramic

Ultima coloana debull sus icircncepe cu o rezistenta bobinata cu cursor culusant cu surub apoi

urmeaza un grup debull rezistenta semireglabile cu pelicula de carbon si un potentiometru cu

cursor

Slide 1

Slide 2

Slide 3

Slide 4

Slide 5

Slide 6

Slide 7

Slide 8

Slide 9

Slide 10

Slide 11

Slide 12

Slide 13

Slide 14

Slide 15

Slide 16

Slide 17

Slide 18

Slide 19

Slide 20

Slide 21

Slide 22

Slide 23

Slide 24

Slide 25

Slide 26

Slide 27

Slide 28

Slide 29

Slide 30

Slide 31

Slide 32

Slide 33

Slide 34

Slide 35

Definitia si partile componente ale electromagnetului

bull Electromagnetul este un magnet temporar ın care campul magnetic este determinatbull de prezenta curentului electric ıntr-un circuit de excitatie Principalele componentebull ale electromagnetului sunt 1 armatura fixa 2 armatura mobila 3bobina de excitatie

parcursa de curent electric



















camp



Felurile de miezuri


















































bull toare































Bomba electrica























cursor

Slide 1

Slide 2

Slide 3

Slide 4

Slide 5

Slide 6

Slide 7

Slide 8

Slide 9

Slide 10

Slide 11

Slide 12

Slide 13

Slide 14

Slide 15

Slide 16

Slide 17

Slide 18

Slide 19

Slide 20

Slide 21

Slide 22

Slide 23

Slide 24

Slide 25

Slide 26

Slide 27

Slide 28

Slide 29

Slide 30

Slide 31

Slide 32

Slide 33

Slide 34

Slide 35



















camp



Felurile de miezuri


















































bull toare































Bomba electrica























cursor

Slide 1

Slide 2

Slide 3

Slide 4

Slide 5

Slide 6

Slide 7

Slide 8

Slide 9

Slide 10

Slide 11

Slide 12

Slide 13

Slide 14

Slide 15

Slide 16

Slide 17

Slide 18

Slide 19

Slide 20

Slide 21

Slide 22

Slide 23

Slide 24

Slide 25

Slide 26

Slide 27

Slide 28

Slide 29

Slide 30

Slide 31

Slide 32

Slide 33

Slide 34

Slide 35



Felurile de miezuri


















































bull toare































Bomba electrica























cursor

Slide 1

Slide 2

Slide 3

Slide 4

Slide 5

Slide 6

Slide 7

Slide 8

Slide 9

Slide 10

Slide 11

Slide 12

Slide 13

Slide 14

Slide 15

Slide 16

Slide 17

Slide 18

Slide 19

Slide 20

Slide 21

Slide 22

Slide 23

Slide 24

Slide 25

Slide 26

Slide 27

Slide 28

Slide 29

Slide 30

Slide 31

Slide 32

Slide 33

Slide 34

Slide 35


















































bull toare































Bomba electrica























cursor

Slide 1

Slide 2

Slide 3

Slide 4

Slide 5

Slide 6

Slide 7

Slide 8

Slide 9

Slide 10

Slide 11

Slide 12

Slide 13

Slide 14

Slide 15

Slide 16

Slide 17

Slide 18

Slide 19

Slide 20

Slide 21

Slide 22

Slide 23

Slide 24

Slide 25

Slide 26

Slide 27

Slide 28

Slide 29

Slide 30

Slide 31

Slide 32

Slide 33

Slide 34

Slide 35




























Bomba electrica























cursor

Slide 1

Slide 2

Slide 3

Slide 4

Slide 5

Slide 6

Slide 7

Slide 8

Slide 9

Slide 10

Slide 11

Slide 12

Slide 13

Slide 14

Slide 15

Slide 16

Slide 17

Slide 18

Slide 19

Slide 20

Slide 21

Slide 22

Slide 23

Slide 24

Slide 25

Slide 26

Slide 27

Slide 28

Slide 29

Slide 30

Slide 31

Slide 32

Slide 33

Slide 34

Slide 35






















cursor

Slide 1

Slide 2

Slide 3

Slide 4

Slide 5

Slide 6

Slide 7

Slide 8

Slide 9

Slide 10

Slide 11

Slide 12

Slide 13

Slide 14

Slide 15

Slide 16

Slide 17

Slide 18

Slide 19

Slide 20

Slide 21

Slide 22

Slide 23

Slide 24

Slide 25

Slide 26

Slide 27

Slide 28

Slide 29

Slide 30

Slide 31

Slide 32

Slide 33

Slide 34

Slide 35

De Pe Flash

Documents

Transcript of De Pe Flash