ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 01.12.2023
Просмотров: 65
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Пример 4.6 Для примера 4.5 проверить, удовлетворяют ли условиям прочности и жесткости ножи рубильника, которые изготовлены из меди, поперечное сечение их имеет прямоугольную форму с размерами axb = 3x15 мм. Ножи расположены широкими сторонами друг к другу.
Решение.
Нож рубильника можно рассчитать как балку на двух опорах, т.е.
где
–максимальное значение изгибающего момента; 
м3 – момент сопротивления; 
Па - допустимое напряжение на изгиб для меди. Тогда
Па.Следовательно, ножи рубильника удовлетворяют условиям прочности. Во избежание появления механического резонанса необходимо, чтобы частота собственных колебаний механической системы не была равна частоте возбуждающей силы, т. е. в нашем случае 100 Гц.
Для двух параллельных шин частота собственных колебаний
Гц,где k - коэффициент, учитывающий жесткость заделки ножа как балки на двух опорах. При жестко заделанном одном конце и свободном закреплении другого конца, это имеет место в случае рубильника, k = 48 [1];
Н/см2 - модуль упругости материала (меди); 
Н/см3 - удельный вес меди; 
см2 -площадь поперечного сечения; 
см4 - момент инерции поперечного сечения. Следо
вательно, поскольку собственная частота меньше вынужденной, механический резонанс не будет иметь места.
Ответ:
Гц.5. Задачи для самостоятельного решения
5.1 Определить величину и направление усилия, действующего
между двумя параллельными проводниками длиной l = 4 м, По
проводникам, находящимся в воздухе на расстоянии a = 3 м
друг от друга, протекают постоянные токи i1=10 кА, i2=15 кА.
5.2 Определить величину коэффициента контура электродинамических усилий для условий задачи 5.1.
5.3 Определить величину коэффициента контура электродина-мических усилий для системы двух параллельных проводников длиной l =10 м, находящихся друг от друга на расстоянии а=2 м.
5.4 Определить величину электродинамического усилия, возникающего между двумя расположенными параллельно друг
другу шинами прямоугольного сечения hxb=10 мм на длине
l =2 м. Расстояние между осями шин а =20 мм, по ним протекает
ток к. з. I =54 кА. Шины находятся в воздухе вдали от ферромагнитных частей, и ток по их сечению распределен равномерно. При решении задач учесть влияние поперечных размеров на величину электродинамического усилия. Шины расположены широкими сторонами друг к другу (257000Н).
5.5 Определить электродинамическое усилие, возникающее между двумя шинами, расположенными параллельно друг другу
узкими сторонами, если по ним протекает ток к. з, I =60 кА,
расстояние между осями шин a =110 мм, размеры поперечного
сечения шин 100x10 мм. Шины находятся в воздухе вдали от
ферромагнитных частей, и ток по их сечению распределен
равномерно. Расчет усилия произвести для длины участка шин
l =3 м, при этом учесть влияние поперечных размеров.
5.6 Определить электродинамическое усилие, действующее на проводник 1 со стороны проводника 2 (рис 5.1), если по проводникам протекает постоянный ток I =12 кА, а длины участков соответственно l1 =1м, l2 =2 м. Проводники круглые диаметром d =10 мм и находятся в воздухе на достаточном удале
нии от ферромагнитных частей. (F1/2 =75.2 Н)
Рисунок 5.1 – Эскиз расположения проводника
5.7 Определить усилие, которое действует на проводник 3 со стороны проводников 1 и 2 (рис. 5.2), если по проводникам протекает ток i = 100 кА, проводник 1 имеет бесконечную длину, а проводник 2 и 3 – соответственно l2=1 м, l3= 2 м. Круглые проводники диаметром d = 40 мм. Вычислить также момент усилия относительно точки В и определить точку приложения равнодействующей усилия на проводник 3.
Рисунок 5.2 – Эскиз расположения проводников
5.8 Определить электродинамическое усилие, действующее на
проводник 1 для условий задачи 5.6 (см. рис. 5.2) с той лишь
разницей, что проводник 2 имеет бесконечную длину. Остальные данные без изменения.
5.9 Определить электродинамическое усилие, действующее на перемычку, соединяющую две параллельные шины круглого сечения (рис5.3), если по шинам и перемычке протекает постоянный ток I=15 кА, диаметр шин и перемычки d =20 мм, расстояние между шинами а =0,5м шины имеют бесконечную длину.
Рисунок 5.3 – Эскиз расположения шин.
5.10 Определить электродинамическое усилие для условий задачи 5.6, действующее на проводник 2 со стороны проводника 1.
5.11 Определить электродинамическое усилие, действующее между параллельно расположенными шинами (рис. 5.4), если I1=10кА, Iг=15 кА, l1= 1м, l2=1,5 м, a =0,5 м (F1/2 =47,6 Н)
Рисунок 5.4 Эскиз расположения шин.
5.12 Решить задачу 5.11 при условии, что проводник имеет бесконечную длину. Остальные данные без изменения.
5.13 На рис.5.5 изображены два отрезка проводников с токами. Определить электродинамическое усилие между этими проводниками, если по ним протекают токи i1
=20 кА, i2 =30 кА, угол α =30°, длина проводников l1= l2 =1,5 м, а =0,5м.
Рисунок 5.5 – Эскиз расположения проводников
5.14 Проводник 1 длиной 1=2 м, по которому протекает ток i1=10кА, расположен под углом α=30° к проводнику 2, имеющемубесконечную длину, по которому протекает ток i2 =15кА (рис.5.6). Вычислить ЭДУ, если a =0,5 м
Рисунок 5.6 – Эскиз расположения проводников.
5.15 Определить электродинамическое усилие, действующее на 1 м круглого проводника диаметром d=20 мм. Проводник расположен на расстоянии a/2 =10 см вдоль ферромагнитной стенки и по нему протекает ток I =1000 А.
5.16 Определить усилие, с которым проводник проложенный
вдоль ферромагнитной стенки на расстоянии 20 см от нее,
притягивается к ней, если длина проводника l =0,5 м и по нему
течет ток I =10 кА
5.17 Для условий, приведенных в соответствии с вариантами в
таблице 1.1 необходимо определить величины, указанные в
таблице, при условии, что стенка ферромагнитная. Расположение проводников приведено на рис. 5.7.
Таблица 5.1 – Варианты заданий
| Проводник | 1 | 2 | ||||||
| Вариант | а, мм | b, мм | l, мм | i, кА | а, мм | b, мм | l, мм | i, кА |
| 1 | – | – | – | – | – | – | – | – |
| 2 | 20 | 45 | 1.5 | 20 | – | – | – | – |
| 3 | – | – | – | – | 20 | 45 | 1.5 | 20 |
| 4 | 30 | 60 | 2.5 | 25 | – | – | – | – |
| 5 | – | – | – | – | 30 | 60 | 2.5 | 25 |
| 6 | 20 | 100 | 2.5 | 25 | – | – | – | – |
| 7 | 20 | 100 | 2.5 | 25 | – | – | – | – |
| 8 | – | – | – | – | 15 | 75 | 3.5 | 20 |
| 9 | – | – | – | – | 15 | 75 | 3.5 | 20 |
| 10 | – | – | – | – | – | – | – | – |
Продолжение таблицы 5.1
| Проводник | 3 | 4 | | | | ||||||||||
| Вариант | а, мм | b, мм | l, мм | i, кА | а, мм | b, мм | l, мм | i, кА | А, м | В, м | Необходимо определить | ||||
| 1 | – | – | – | – | 20 | 45 | 1,5 | 20 | 0,75 | – | F4 | ||||
| 2 | – | – | – | – | 20 | 45 | 1,5 | 20 | 0,75 | 1,5 | F14;F4;F1 | ||||
| 3 | – | – | – | – | 20 | 45 | 1,5 | 20 | 0,75 | – | F2;F4;F24 | ||||
| 4 | 30 | 60 | 2,5 | 25 | – | – | – | – | 1,5 | 2,0 | F13;F1;F3 | ||||
| 5 | – | – | – | – | – | – | – | – | 2,0 | – | F4 | ||||
| 6 | 20 | 100 | 2,5 | 25 | – | – | – | – | 3,0 | 5,0 | F1;F3;F13 | ||||
| 7 | – | – | – | – | – | – | – | – | 1,5 | – | F1 | ||||
| 8 | – | – | – | – | – | – | – | – | 2,5 | – | F2 | ||||
| 9 | 15 | 75 | 3,5 | 20 | – | – | – | – | 2,75 | 3 | F2;F3;F32 | ||||
| 10 | 20 | 80 | 4 | 40 | 20 | 80 | 4 | 40 | 1,75 | 1,9 | F34;F4;F3 | ||||