Elektrodynamika techniczna

Janusz Turowski

Uzyskaj dostęp

Zakup książkę

ISBN/ISSN:

978-83-01-17540-5

DOI:

Wydawnictwo:

Wydawnictwo Naukowe PWN

Rok wydania:

2014

Liczba stron:

540

XML:ISBN/ISSN:

ONIX MARC21

Bibliografia:

Turowski, Janusz. Elektrodynamika techniczna. Red. . Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2014, 540 s. ISBN 978-83-01-17540-5

Bibliografia refWorks:

RT Book, Whole

SR Electronic(1)

A1 Turowski, J.

T1 Elektrodynamika techniczna

PB Wydawnictwo Naukowe PWN

PP Warszawa

YR 2014

SN 978-83-01-17540-5

Bibliografia BibTex:

@Book{ 105048, author = "Turowski, Janusz", editor = "", title = "Elektrodynamika techniczna", publisher = "Wydawnictwo Naukowe PWN", year = "2014", address = "Warszawa", isbn = "978-83-01-17540-5" }

Bibliografia endNote:

TY - BOOK

AU - Turowski, Janusz

ED -

TI - Elektrodynamika techniczna

PB - Wydawnictwo Naukowe PWN

CY - Warszawa

PY - 2014

SN - 978-83-01-17540-5

ER -

Netografia (standard APA):

Turowski, Janusz. Elektrodynamika techniczna [baza danych online] Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2014 [dostęp: 15 05 2024]. Dostęp w Ibuk Libra: https://libra.ibuk.pl/reader/elektrodynamika-techniczna-janusz-turowski-105048.

technika, Elektrotechnika, pole elektromagnetyczne, transformatory, zjawiska elektromagnetyczne

Elektrodynamika techniczna jest nauką o technicznych zastosowaniach elektrodynamiki klasycznej, kompleksowo uwzględniającą właściwości fizyczne materiałów, ich nieliniowość, nagrzewanie, złożoną budowę, wpływ sił elektrodynamicznych, ruchu ciał it...

Więcej

ISBN/ISSN:

978-83-01-17540-5

DOI:

Wydawnictwo:

Wydawnictwo Naukowe PWN

Rok wydania:

2014

Liczba stron:

540

XML:ISBN/ISSN:

ONIX MARC21

Wykaz oznaczeń10
Przedmowa14
1. Metody badań i materiały konstrukcyjne22
1.1. Metody badań22
1.2. Materiały konstrukcyjne26
1.2.1. Struktura i właściwości fizyczne metali26
1.2.2. Nadprzewodnictwo45
1.2.3. Właściwości magnetyczne ciał (ferromagnetyzm)52
1.2.4. Półprzewodniki i dielektryki92
2. Podstawowe równania pola elektromagnetycznego97
2.1. Wyjściowe prawa i równania elektrodynamiki97
2.2. Formułowanie i rozwiązywanie równań różniczkowych pola104
2.3. Środowiska anizotropowe119
2.4. Środowiska nieliniowe123
2.5. Podstawowe równania magnetohydrodynamiki i magnetogazodynamiki126
2.6. Elektrodynamika nadprzewodników131
2.7. Elektrodynamika środowisk niejednorodnych134
2.8. Elektrodynamika urządzeń półprzewodnikowych134
2.9. Elektrodynamika układów elektrochemicznych135
2.10. Ogólne równanie falowe136
2.11. Metoda Fouriera138
2.12. Równanie falowe we współrzędnych cylindrycznych140
2.13. Fala elektromagnetyczna płaska142
2.14. Odbicie i załamanie fali płaskiej156
3. Przenoszenie i przetwarzanie mocy pola163
3.1. Twierdzenie Poyntinga. Wektor Poyntinga163
3.2. Wnikanie energii elektromagnetycznej do masywnej półprzestrzeni przewodzącej166
3.3. Strumień mocy przy przejściu przewodów przez ścianę stalową169
3.4. Strumień mocy w kablu współosiowym i szynie ekranowanej172
3.5. Strumień mocy pola w kondensatorze, cewce i transformatorze174
3.6. Strumienie mocy pola i ich przetwarzanie w maszynach wirujących176
3.6.1. Strumień mocy pola elektromagnetycznego w szczelinie maszyny indukcyjnej176
3.6.2. Strumienie mocy w maszynie synchronicznej178
4. Ekranowanie części konstrukcyjnych182
4.1. Rodzaje i zadania ekranów182
4.2. Ekrany i boczniki magnetyczne185
4.2.1. Ekran kulisty i poprzeczny cylindryczny185
4.2.2. Podłużne ekrany magnetyczne188
4.3. Ekrany elektromagnetyczne. Falowa metoda obliczeń195
4.3.1. Przydatność praktyczna falowej metody obliczeń pola195
4.3.2. Ekran przenikalny przy jednostronnym padaniu fali195
4.3.3. Ekran przenikalny przy dwustronnym padaniu fali202
4.4. Straty mocy w ekranach205
4.4.1. Wektor Poyntinga i straty mocy w ekranie jednostronnym205
4.4.2. Wektor Poyntinga i straty mocy przy obustronnym symetrycznym padaniu fali209
4.5. Ekranowanie kadzi transformatorów214
4.5.1. Ekranowanie magnetyczne (bocznikowanie) kadzi215
4.5.2. Ekranowanie elektromagnetyczne kadzi219
4.5.3. Trójwymiarowa analiza komputerowa i projektowanie interaktywne ekranów223
4.6. Silniki indukcyjne z ekranowanym i wielowarstwowym wirnikiem228
4.6.1. Charakterystyka ogólna228
4.6.2. Równanie podstawowe silników indukcyjnych wielowarstwowych229
4.7. Ekranowanie w dużych generatorach234
4.7.1. Ekranowanie magnetyczne i kształtowanie pola234
4.7.2. Ekranowanie elektromagnetyczne w generatorach236
4.8. Ekranowanie przy nagrzewaniu indukcyjnym237
4.9. Ekranowanie szyn i przewodów238
4.9.1. Ekran cylindryczny przewodu pojedynczego238
4.9.2. Ekran cylindryczny w poprzecznym polu równomiernym247
4.9.3. Ekrany szyn układów blokowych w elektrowniach249
4.10. Pole elektromagnetyczne w ekranach wielowarstwowych255
4.10.1. Przewodnik dwuwarstwowy255
4.10.2. Wpływ izolacji pod ekranem257
5. Pole magnetyczne przy powierzchniach żelaznych259
5.1. Metoda odbić zwierciadlanych259
5.1.1. Pojedyncze odbicia prądu stałego259
5.1.2. Zastosowanie teorii pola stałego do pól przemiennych262
5.1.3. Odbicia magnetyczne w cylindrze żelaznym266
5.1.4. Wielokrotne odbicia zwierciadlane268
5.1.5. Odbicia magnesów i obwodów z prądem stałym271
5.2. Pole połączeń czołowych maszyn elektrycznych274
5.3. Pole przepustów277
5.4. Pole szyn w pobliżu powierzchni stalowej279
5.5. Pole rozproszenia w transformatorach i żłobkach maszyn elektrycznych282
5.5.1. Zastosowanie metody wielokrotnych odbić zwierciadlanych282
5.5.2. Metody rozwiązywania pola w oknie transformatora za pomocą szeregów Fouriera283
5.5.3. Metody numeryczne; rozwiązywanie pola magnetycznego rozproszenia286
5.5.4. Żłobek maszyny indukcyjnej głębokożłobkowej288
5.5.5. Pole w szczelinie maszyny elektrycznej293
5.6. Pole pary przewodów przy ścianie stalowej297
6. Zjawiska elektromagnetyczne w metalach o stałej przenikalności302
6.1. Zastosowanie metody wielokrotnych odbić fali302
6.2. Blacha elektrotechniczna302
6.3. Straty mocy przy przejściu przewodu przez ścianę stalową310
6.4. Straty mocy w pokrywach stalowych ze wstawkami niemagnetycznymi314
6.5. Indukowane przebiegi nieustalone317
6.6. Wirnik masywny silnika indukcyjnego320
6.7. Wirnik kubkowy326
6.8. Zasady nagrzewania indukcyjnego328
6.9. Tory wielkoprądowe331
7. Zjawiska elektrodynamiczne w ciałach ferromagnetycznych341
7.1. Aproksymacja charakterystyk magnesowania341
7.2. Metody uwzględniania zmiennej przenikalności magnetycznej μ= (H)347
7.2.1. Metoda Rosenberga (1923) dla przewodów żelaznych348
7.2.2. Metoda fal prostokątnych349
7.2.3. Metoda Nejmana (1950)350
7.2.4. Przenikalność zastępcza354
7.2.5. Metody komputerowe355
7.3. Zależność strat rozproszeniowych w masywnych częściach stalowych transformatora od prądu i temperatury358
7.4. Straty mocy w stalowych pokrywach transformatorów361
7.5. Obliczanie strat rozproszeniowych w masywnych ścianach stalowych metodą szeregów Fouriera364
7.5.1. Metoda ogólna364
7.5.2. Wzory analityczne w przypadku sinusoidalnego rozkładu pola na powierzchni stali368
7.5.3. Komputerowe obliczanie strat mocy w płycie stalowej umieszczonej w polu szyn równoległych371
7.6. Straty mocy w kadzi transformatora376
7.6.1. Dwuwymiarowe rozwiązanie numeryczne376
7.6.2. Trójwymiarowe obliczanie analityczno-numeryczne pola rozproszenia i strat mocy w kadzi o stałej przenikalności377
7.6.3. Komputerowe, trójwymiarowe, analityczno-numeryczne (MAN-3D) obliczanie rozproszeniowych strat mocy w kadzi transformatora383
7.6.4. Trójwymiarowe obliczanie numeryczne pól rozproszenia w transformatorów trójfazowych389
7.6.5. Wdrożenie i weryfikacja programów klasy MSR-3D w przemyśle395
8. Siły w układach elektrodynamicznych403
8.1. Zasady obliczania sił działających na szyny i uzwojenia transformatorów403
8.2. Siły działające na szyny umieszczone w pobliżu stalowych elementów konstrukcji411
8.3. Siły działające na powierzchnię przewodników411
8.4. Siły w części żłobkowej uzwojeń maszyn elektrycznych412
8.5. Siły i momenty reluktancyjne418
9. Lokalne nagrzewanie się części konstrukcyjnych421
9.1. Elektromagnetyczne kryteria lokalnych przegrzań421
9.2. Metody zapobiegania miejscowym przegrzaniom konstrukcji430
9.3. Nagrzewanie się pokryw transformatorów434
9.4. Dopuszczalny prąd w przepustach434
9.5. Straty mocy od prądów wirowych i lokalne przegrzania w kominkach transformatorów436
9.6. Obliczenia komputerowe kominków i boczników436
9.6.1. Kominki jednofazowe437
9.6.2. Model symulacyjny MSR-3D kominków trójfazowych440
9.6.3. Obliczanie reluktancji dla sieci MSR-3D441
10. Metody badań eksperymentalnych444
10.1. Weryfikacja eksperymentalna obliczeń teoretycznych444
10.2. Zasady teorii elektrodynamicznego podobieństwa448
10.3. Zasady modelowania indukcyjnych urządzeń grzejnych453
10.4. Modelowanie torów wielkoprądowych455
10.5. Modelowanie transformatorów i ich części456
10.6. Metoda termometryczna pomiaru strat jednostkowych459
10.7. Badania dopuszczalnych przewzbudzeń transformatorów469
10.8. Pomiary mocy przy niskich współczynnikach mocy471
10.9. Inne metody pomiaru477
10.10. Diagnostyka elementów metalowych483
10.11. Krytyczna odległość kadzi od uzwojeń w transformatorze484
10.12. Wpływ kolektorów strumienia rozproszenia491
Wnioski494
Dodatki496
Literatura503
Skorowidz519

Przedmowa

1)WprzypadkubudowyjesttometodasieciprzepływowychMSP-3D(ang.

FNM-3D)spektakularniepotwierdzonaprzezjejwersjęelektromagnetycznąautora

MES-3D(ang.RNM-3D),realizowanąwfabrykachtransformatorównacałymświe-

cie[1.15],[1.20].

2)Wprzypadkuruchunatomiastjesttoprostyitaniprogramautora„Hamilton”

[1.20],opartynawariacyjnejzasadzienajmniejszegodziałaniaHamiltona,ogólnej

teoriielektromechanicznegoprzetwarzaniaenergii,równaniuEulera-Lagrange!aoraz

funkcjistanuLagrange’a.

Obateprogramymogądziałaćwczasieodułamkadokilkusekundnajeden

wariantkonstrukcyjny,podczasgdyinnepakiety(np.MES-3D/FEM-3D)wymagają

nawetdo3-6miesięcynaprawietakiesamerozwiązania.

Sprostaniecoraztonowymzadaniomszybkorozwijającejsięelektrotechniki

wymagaodwspółczesnegoinżynieradobrejznajomościmatematyki,teoriielektro-

techniki,dziedzinpokrewnych,dobregorozumieniazjawiskﬁzycznychorazumie-

jętnościwykorzystaniatejwiedzywpracyzawodowej.Uczelnietechniczne,anawet

szkołyśredniewwielukrajachdostosowująswojeprogramynauczaniadotychpo-

trzeb.

Takimprzedmiotem,szczególnieinteresującyminżynierówokierunkukonstruk-

cyjno-badawczym,jestmakroskopowamakswelowskateoriapolaelektromagnetycz-

nego.Istniejejeszczesporolukpomiędzydalekodziśposuniętąteoriąelektrotech-

nikiipraktycznymjejzastosowaniemwprzemysłowychbiurachkonstrukcyjnych.

Zadaniemelektrodynamikitechnicznej,traktowanejjakonowoczesnydziałnauki,

jestzmniejszenietegodystansuprzezm.in.dobórnajmniejpracochłonnychnarzędzi

komputerowych.

Elektrodynamikajestnaukąoruchumaterii,tzn.energiipól,ładunkówiśrodo-

wiskpodwpływemsiłdziałającychwpolachelektrycznychimagnetycznych.Elek-

trodynamikaklasyczna[2.10]jestraczejczęściąﬁzykiopartąnawyidealizowanych

przesłankachiniecoabstrakcyjnychzałożeniachmatematycznych.Elektrodynamiką

techniczną(EDT)nazywamynaukęozastosowaniachtechnicznychelektrodynamiki

klasycznej,uwzględniającąkompleksowowłaściwościﬁzycznemateriałów,ichnie-

liniowość,nagrzewanie,złożonąbudowę,wpływsiłelektrodynamicznych,ruchuciał

itp.,wktórejczęstowykorzystujesięmetodyuproszczone,analogieﬁzyczne,aprok-

symacjeanalityczne,zastępcząlinearyzacjęprzebiegównieliniowych,programyhy-

brydoweiwzorypraktyczneprzyspieszająceszybkieiłatweuzyskiwaniewyników.

Dużąpomocąjesttuwspomaganieobliczeńmetodamiiwzoramianalitycznymi,tam

gdzietylkotojestmożliwe,wzoramipółempirycznymi,zastępowaniemetodpolo-

wychmodelowaniemobwodowymitd.

Częstostosowanesązręczniedobranetzw.modelezredukowane,atakżeuprosz-

czoneprogramykomputerowesłużąceprzyspieszeniuiuproszczeniumodelowania

orazjakopraktycznenarzędziaszybkiegoprojektowania(rapiddesign).Warunkiem

koniecznymtakiegopodejściapraktycznegojestjednakstaławeryﬁkacjadoświad-

czalnazałożeńiwynikówkońcowych.

Brak wyników

Elektrodynamika techniczna

Treść książki

Znajdź bibliotekę blisko siebie, i uzyskaj dostęp do ebooka w systemie IBUK Libra