Розподіл струмів в «індукторній системі з притягувальним екраном» та круговим соленоїдом за довільних робочих частот

Анотація

Принцип дії «індукторної системи з притягувальним екраном» (ІСПЕ), яка збуджується зовнішнім джерелом магнітного поля, пояснений із залученням найбільш ілюстративної фізичної ідеалізації, що має місце при інтенсивному проникненні діючих полів. Показано, що в запропонованій ІСПЕ повинні порушуватися лише сили тяжіння – сили відштовхування будуть відсутні. Метою роботи було обґрунтування дієздатності системи за допомогою простої фізичної моделі, що адекватно відображає властивості наведеного пристрою, та визначення характеристик електромагнітних процесів в ІСПЕ із зовнішнім збудженням за довільних робочих частот діючих полів. Використовувалася система рівнянь, приведена до виду, відповідного постановці розглянутої електродинамічної задачі. Метали екрану і заготовки вважали немагнітними. У такій постановці можна було отримати оцінки мінімальних значень сил тяжіння, оскільки враховувався тільки закон Ампера і була відсутня складова, зумовлена можливими магнітними властивостями листових металів. Досліджено вплив частот діючих полів на розподіл індукованих струмів в екрані та в листової заготовці. Показано, що практичне значення для проектування індукторних систем із притягувальним екраном має вигляд фазових і радіальних залежностей індукованих струмів. Це зумовлено тим, що фазові залежності визначатимуть амплітуди порушуваних сил тяжіння, а радіальні – їх просторовий розподіл. Проведено чисельні оцінки просторово-часового розподілу лінійної густини струму в металі екрану і листової заготовки за різних робочих частот, а також просторово-часового розподілу об’ємної густини струму, індукованого в металі листової заготовки. Порівняння кривих розподілу індукованих у заготовці й екрані струмів із фазовою залежністю лінійної густини струму в індукторі дозволяє зробити висновок, що за зниження частот діючих полів часові форми індукованих струмів, як в екрані, так і в листовій заготовці, зазнають значних змін. Показано, що значення високої або низької частоти для металів екрану і заготовки в розглянутій індукторній системі кількісно визначається величиною їх питомої електропровідності. Наближена рівність відношення частот і питомих електропровідностей має практичне значення при проектуванні індукторних систем із притягувальними екранами для оцінки відповідності частотних діапазонів діючих полів електрофізичних параметрів металів екрану і заготовки.