Электромагнит с отдельным якорем1 — Якорь · 2 — δ = 1 мм · 3 — ОбмоткаРасчётный образец. Два рабочих зазора по 1 мм между торцами сердечника и нижней поверхностью якоря; h — общая высота от низа сердечника до верха якоря. Глубина 20 мм.Открыть SVG целикомРезультат отдельноИсходная учебная модель
Цель и задачи
Задачи
Объяснить метод и условия его применимости.
Выполнить сравните введённую кривую с заявленной изготовителем таблицей
Ответить на вопрос по своим результатам. Проверьте знак, единицу и масштаб по постановке; используйте аналитическое поле, если для этого эталона оно выведено в занятии.
Что включить в отчёт
Результат этого занятия. Таблица по теме «Подготовка и ввод B–H-кривой», исходные файлы, программа и объяснение ограничений.
Оформление наблюдений. Координаты, компоненты поля, единицы, режим и принадлежность точки материалу; при сравнении профилей — одна ориентация оси.
Как обосновать результат
Независимый контроль. Используйте производную потенциала, аналитический однородный предел или закон источника, предусмотренный данным занятием.
Точность и расхождения. Критерий этого этапа — соответствие исходным данным, топологии, назначениям и процедуре повторного открытия. Численный допуск поля здесь не назначают: поле ещё не является защищаемым результатом. Расхождения размеров и параметров фиксируйте с единицами и происхождением.
Вывод для устройства
Поясните, где поле определяет полезный эффект устройства, а где локальная неоднородность ограничивает простую расчётную схему.
Границы вывода. Методические опыты; расчётный статус определяется точными моделями и результатами проверки.
Теория и вывод формул
Сравните введённую кривую с заявленной изготовителем таблицей
Точки однозначной кривой связывают напряжённость H в \text{А}/\text{м} и индукцию B в Тл. Они должны идти в физически согласованном порядке и описывать именно выбранное состояние материала. В области насыщения прирост B требует всё большего прироста H. Нельзя задавать табличные значения в \text{кА}/\text{м} как значения в \text{А}/\text{м}. Кривая одного направления намагничивания не равна полной петле гистерезиса и не описывает историю. Учебная таблица далее синтетическая; она нужна для демонстрации и не является данными изготовителя для этой марки стали.
Обе абсолютные проницаемости имеют единицу \text{Гн}/\text{м}; первая — наклон луча из начала, вторая — касательной в рабочей точке.
Как выбирать данные для учебного и реального материала
У учебной кривой заранее известна цель: показать уменьшение дифференциального отклика и локальное насыщение. У реальной модели данные должны происходить из документации изготовителя материала либо измерения, с указанием температуры, направления и метода испытания. Для электротехнической стали существенны коэффициент заполнения пакета и направление листов; массивный материал с тем же названием не заменяет пакет автоматически. Для магнита важны температурные значения остаточной индукции и коэрцитивной силы по намагниченности. Если данных не хватает, нужно оставить явное допущение и исследовать чувствительность, а не приписать библиотечному материалу точность конкретного изделия. Источник B(H) является частью воспроизводимой модели так же, как размеры и намотка.
Таблица и независимые оси
В диалоге B–H и mi_addbhpoint(name, B, H) индукция задаётся первой, напряжённость второй. Исходный протокол может иметь обратный порядок колонок. Сохраните источник, температуру, направление и преобразование единиц. Проверьте начало кривой, монотонность, диапазон рабочего поля и продолжение за последней точкой. Не вводите петлю гистерезиса как однозначную кривую.
Встроенный Python
Создайте рабочую копию материала с русским именем. После mi_addmaterial добавляйте точки mi_addbhpoint("Учебная сталь", B, H). Сохраните FEM, закройте и откройте его снова; сверьте таблицу в свойствах. Изменение таблицы требует нового решения.
Разобранный численный пример
Контрольный расчёт: Подготовка и ввод B–H-кривой
Дано. При H=100 А/м B=0{,}2 Т; при H=300 А/м B=0{,}6 Т. Линейная интерполяция при H=200 А/м.
Приведите данные к СИ и используйте соотношение из теории.
Последовательность вычисления приведена в программе ниже; контрольное значение: 0,4 Т.
Ответ: 0,4 Т
Проверка: Это аналитический контроль указанного частного случая. Полевой опыт проверяется отдельно.
Практикум в FEMM 5
Сравните введённую кривую с заявленной изготовителем таблицей
При H=100 А/м B=0{,}2 Т; при H=300 А/м B=0{,}6 Т. Линейная интерполяция при H=200 А/м.
Откройте учебную копию магнитопровода из 5.4; не меняйте проверенный оригинал.
Создайте материал «Учебная сталь»; введите B в Тл и H в А/м и проверьте график.
Сохраните, повторно откройте и сверьте каждую точку; решите модель при двух токах.
Сравните поле с вариантом постоянной проницаемости и запишите максимальное H относительно диапазона таблицы.
Ожидаемый результат. Получите таблицу параметров и результатов; объясните знак и отличие от аналитического контроля.
Как проверить. Повторите опыт с изменением одного параметра. Сохраните исходный файл, версию FEMM, решение и единицы результатов.
Оценка результата
Какие условия и наблюдаемые величины определяют проверку: сравните введённую кривую с заявленной изготовителем таблицей?
Сведите исходное и изменённое состояния в одну таблицу, укажите единицы и вычислите разность результатов.
Проверьте знак, единицу и масштаб по постановке; используйте аналитическое поле, если для этого эталона оно выведено в занятии.
С чем сравнить. Аналитический профиль из теории применим только при тех же источниках, материале и граничных условиях. Карта цветов не заменяет численное измерение.
Итог работы. Таблица по теме «Подготовка и ввод B–H-кривой», исходные файлы, программа и объяснение ограничений.
Выполните во встроенной консоли Python FEMM 5. Сначала проверьте арифметику метода; затем выполните полевой опыт.
Python · встроенный MicroPython FEMM 5
"""Подготовка и ввод B–H-кривой.Встроенный Python FEMM 5. Аналитический контроль; не квитанция полевого решения."""frommathimportpi,sqrt,sin,cos# Исходные данные приведены в СИ; результат сравнивается с примером урока.result=0.2+(200-100)*(0.6-0.2)/(300-100)# Контрольный вывод: Т.print(result)
Самостоятельная работа
Выполните опыт «Сравните введённую кривую с заявленной изготовителем таблицей» и представьте таблицу сравнения.
Критерий выполнения: Показаны исходные данные, метод, контроль, одно изменение параметра и физическое объяснение результата.
