Fakulteta za elektrotehnikoUniverza v Ljubljani
Dodaj med priljubljeneDomovPišite nam
Osnove elektrotehnike

Predavatelj: dr. Dejan Križaj

(stran najbolje prikaže Windows Explorer)


   
oglasna deska
o predmetu
bazen
literatura
osebje
forum

 

MAGNETOSTATIKA (2008)

Osnove elektrotehnike 2, gradivo za spremljanje predavanj, VSŠ

0. Uvod - zgodovina magnetike              Uvod-zgodovina-magnetike(0).pdf

(dodatno,  neobvezno)

Vsebina poglavja: magnetit (naravni magnet), Kitajski izum kompasa, Grki ugotavljajo magnetne lastnosti, William Gilbert napiše prvo znanstveno delo o magnetnih silah - De Magnete (1600),  H.C. Oersted leta 1820 ugotovi premik kompasa ob spremembi toka skozi vodnik.

 

1. Magnetna sila          Magnetna_sila(1).pdf

Vsebina poglavja: izraz za silo med dvema vzporednima tokovodnikoma, privlačna in odbojna sila, permeabilnost vakuuma, enota za električni tok, tokovni element, gostota magnetnega pretoka.

 

2. Biot-Savartov zakon          Biot-Savart(2).pdf

Vsebina poglavja: zapis Biot-Savartovega zakona, izračuni magnetnega polja v okolici osnovnih oblik tokovodnikov: premice, daljice, zanke in solenoida.

 

MAGNETNO POLJE ZEMLJE   Magnetno_polje_zemlje.pdf

Vsebina poglavja: Vzrok za magnetno polje zemlje, geografski in geomagnetni pol, fluktuacije zemeljskega magnetnega polja, vplivi sonca na magnetno polje zemlje, magnetosfera.

 

3. Amperov zakon          Amperov_zakon(3).pdf

Vsebina poglavja: Integral polja po zaključeni zanki je sorazmeren toku, ki ga zanka objame. Izračuni polja s pomočjo Amperovega zakona za: tokovno premico, solenoid, toroid, polje znotraj vodnika, tokovno oblogo.

 

VIZUALIZACIJA MAGNETNEGA POLJA 

VIZUALIZACIJA MAGNETNEGA POLJA.pdf

Vsebina: magnetno polje lahko vizualiziramo z eksperimentalnim delom (smer opilkov, merjenje polja s Hallovo sondo), s pomočjo analize analitičnih modelov (izris polja v osi tuljave, itd.) ali z numerično simulacijo (integracija prispevkov tokovnih elementov, z diskretizacijo Amperovega zakona ...)

 

4. Magnetni pretok - fluks          Magnetni_pretok(4).pdf

Vsebina poglavja: Določitev magnetnega pretoka, brezizvornost magnetnega polja, upodobitev polja z gostotnicami, induktivnost, lastna induktivnost, magnetni sklep.

 

5. Delo magnetnih sil         Delo_magnetnih_sil(5).pdf

Vsebina poglavja: izračun dela magnetnih sil iz spremembe fluksa skozi tokovodnik. Primer translatornega in rotacijskega premika tuljavice v magnetnem polju.

6. Navor na tokovodnik v magnetnem polju                  Navor(6).pdf

Vsebina poglavja: Navor kot vektorski produkt ročice in sile, magnetni moment, navor na magnetni moment, d'Arsonvalov ampermeter/galvanometer.

 

7. Gibanje nabojev v električnem in magnetnem polju            Gibanje(7).pdf

Vsebina poglavja: električna in magnetna sila na naboj, Lorentzova sila, rotacija naboja v magnetnem polju, pomembne aplikacije:  katodna cev, Hallov pojav, ciklotron.

 

8. Magnetne lastnosti snovi             Magnetne_lastnosti_snovi(8).pdf

Vsebina poglavja: vektor magnetizacije, magnetni naboj?, zveza med vektorjem magnetizacije in tokom, magnetna poljska jakost in razširjen Amperov zakon, zveza med B, H in M, magnetna susceptibilnost, relativna permeabilnost, zveza med B in H, magnetna napetost, magnetni potencial, mejni pogoji magnetnega polja.

 

9. Magnetni materiali, histerezna zanka in računanje magnetnih struktur

Magneti_histereza(9).pdf

Vsebina poglavja: magnetni materiali (diamagnetiki, paramagnetiki, antiferimagnetiki, ferimagnetiki, superparamagnetiki, feromagnetiki), krivulja magnetenja, histerezna zanka, razmagnetenje, računanje magnetnih struktur.

 
Uporaba feromagnetikov v praksi     Uporaba_feromagnetikov.pdf

Vsebina: efektivna permeabilnost, faktor induktivnosti, upoštevanje stresanja polja, programi za numerično simulacijo magnetnih struktur, trajni magneti, eksperimenti.

 

10. Magnetna vezja    Magnetna_vezja(10).pdf

Vsebina poglavja: Diskretizacija Amperovega zakona in zakona brezizvornosti magnetnega polja, magnetna upornost, magnetno vezje.

 

11. Inducirana napetost    Inducirana_napetost(11).pdf

Vsebina poglavja: Inducirana napetost izražena s časovno spremembo magnetnega pretoka (sklepa) skozi zanko (tuljavo), inducirana napetost izražena z lastno ali medsebojno induktivnostjo, padec napetosti na tuljavi, realna tuljava, induktivna upornost pri izmeničnih signalih, dogovor zapisa o podpiranju fluksov med dvema  tuljavama, faktor sklopa, gibalna in rezalna inducirana napetost, 2. Maxwellova enačba.

 
12. Energija magnetnega polja    Energija_polja(12).pdf

Vsebina: moč in energija, energija sistema tuljav, nadomestna induktivnost, energija v nelinearnih magnetnih strukturah, gostota energije, izračun induktivnosti iz magnetne energije, energija histerezne zanke, izgube v jedru, produkt BH, magnetna sila.

13. Lastna in medsebojna induktivnost    Lastna_medsebojna_induktivnost(13).pdf

Vsebina: ponovitev ugotovitev več poglavij.

 

14. Razširjen Amperov zakon     Razsirjen_Amperov zakon(14).pdf

Vsebina poglavja: Upoštevanje premikalnega (poljskega) toka v kondenzatorju, razširjen Amperov zakon predstavlja 1. Maxwellovo enačbo, premikalni (poljski tok), uporaba premikalnega in konduktivnega toka, difuzija ravninskega polja.

 

15. Povzetek enačb elektromagnetnega polja  Povzetek enacb elektromagnetnega polja.pdf

 

Izmenični signali

16. Osnovni pojmi       Izmenicni_signali(16).pdf

Vsebina: osnovni pojmi (perioda, frekvenca,  krožna frekvenca, srednja in efektivna vrednost, usmerjena vrednost, faktor oblike, ...), napetost in tok na uporu, tuljavi in kondenzatorju (upornost pri izmeničnih signalih, trenutna in povprečna moč, trenutna, povprečna in maksimalna energija).

 

17. Moč pri izmeničnih signalih      Izmenicni_signali_MOC(17).pdf

Vsebina poglavja: časovna oblika moči za poljubni linearni dvopol, nihanje z dvojno frekvenco osnovnega signala, razdelitev moči na več komponent, delovna moč (faktor delavnosti), jalova moč, navidezna moč, trikotnik moči, odčitek S in P iz časovne oblike signala moči.

 

18. Izmenični signali - od diferencialnih  enačb do kompleksnega računa

Izmenicni_signali-diferencialne enacbe (18).pdf

Vsebina poglavja: prehod od zapisa z diferencialnimi enačbami do kompleksnega računa, osnove kompleksnega računa (prikaz v kompleksni ravnini, konjugirano število, Eulerjev obrazec, osnovne operacije), kompleksor, povezava med časovnim signalom sinusne oblike in kompleksnim zapisom (v obe smeri), povezava med kompleksorjem toka in napetosti na uporu, kondenzatorju in tuljavi, Kirchoffova zakona s kompleksorji, kompleksna upornost in prevodnost (impedanca, admitanca), reaktanca, susceptanca.

 

19. Moč s kompleksnim računom    Izmenicni_signali_kompleksna_moc(19).pdf

Vsebina poglavja: Zapis moči s kompleksnim računom, delovna, jalova, navidezna moč, bilanca moči, kompenzacija jalove moči, maksimalna moč.

 

 

20. Resonančni pojav       Izmenicni_signali_resonanca(20).pdf

Vsebina poglavja: Resonančni pojav,  zaporedna in vzporedna vezava RLC elementov (tokovna in napetostna resonanca), pogoj za resonanco, resonančna frekvenca, zgornja in spodanja bočna frekvenca, pasovna širina, razglašenost, kvaliteta, dušenje.

 

21. Metode reševaja vezij z izmeničnimi signali  Izmenicni signali_metode_resevanja (21).pdf

Vsebina poglavja: Metode za analizo vezij z izmeničnimi signali (metoda Kirchoffovih zakonov, metoda zančnih tokov, metoda spojiščnih potencialov),  stavki (superpozicije, Theveninovo in Nortonovo nadomestno vezje, Tellegen). Posebnost pri izmeničnih vezjih – obravnava sklopljenih tuljav.

 

22. Transformator    Izmenicni_signali_transformator(22).pdf

Vsebina poglavja: Zapis enačb transformatorja kot dveh sklopljenih tuljav, napetostna prestava, povezava med maksimalnim fluksom in napetostjo, neobremenjen transformator in magnetilni tok, obremenjen transformator in ravnotežni tok, tokovna prestava, enačba magnetnega ravnotežja, ponazoritev tokov in napetosti na neobremenjenem in obremenjenem transformatorju s kazalci (kompleksorji), reducirane vrednosti (sekundarne napetosti, toka in impedance bremena), moč na primarju in bremenu, vhodna impedanca, realni transformator

 

23. Vrtilno magnetno polje   Izmenicni_signali_Vrtilno magnetno polje(23).pdf

 

24. Trifazni sistemi     Izmenicni_signali_Trifazni_sistemi(24).pdf

Vsebina poglavja: sistem trifaznih napetosti, zapis faznih napetosti, efektivne vrednosti in prikaz s kazalci (kompleksarji), medfazne napetosti, vezava bremena v trikot, vezava bremena v zvezdo z ali brez ničelnega vodnika,  potencial zvezdišča, simetrično in nesimetrično breme.

 

25. Prehodni pojavi   Prehodni pojavi(25).pdf

Vsebina: Stacionarno stanje – prehodni pojav, zveze med tokom in napetostjo na uporu, tuljavi in kondenzatorju,  začetni pogoji, zapis in oblika rešitve diferencialne enačbe, polnenje in praznenje kondenzatorja in tuljave, časovna konstanta, »obrtniška metoda«, uporaba programov za analizo vezij.

 

 

 
Avtorji.        © Dejan Križaj.