Hoofstuk 2

1
Hoofstuk 2 Fundamentele beginsels

• W.s. spannings en fasorvoorstellings
• Hersiening (2.10 2.11)
• Elektromagnetisme
• Magnetiese veldsterkte en vloeddigtheid (2.16
  2.18)
• Faraday en Lorentz se wette (2.20 2.23)
• Histerese lus en verliese (2.24 2.27)
• Werwelstrome (2.28 2.30)
• Addisionele bronne
• Serway Physics for Scientists and Engineers,
  Derde uitgawe, 1990.

2
Elektromagnetisme Hersiening (2.16 2.18)

• Die verwantskap tussen B en H vir magnetiese
  materiale
• Let op die verskillende verwantskappe tussen B en
  H vir verskillende materiale
• As voorbeeld kan Permalloy en Alnico V vergelyk
  word.
• Watter materiale sal meer doeltreffend wees vir
  elektriese masjiene en permanente magnete
  onderskeidelik?
• Let op die versadiging van die materiale en die
  uiteindelike asimptotiese strewe na die
  verwantskap vir nie-magnetiese materiale.
  Versadiging kan beskryf word aan die hand van
  domeine in die magnetiese materiale.

3
Lorentz se wet (2.22 2.23)

• Lorentz se wet beskryf die resultante krag wat op
  n gelaaide partikel uitgeoefen word a.g.v. die
  elektriese en magnetiese veld waarin dit voorkom.
• Let op dat die krag komponente a.g.v. die
  magnetiese vloed verkry word deur die kruisproduk
  tussen die spoed en die magnetiese vloed.
• Die die rigting van die krag a.g.v. die
  magnetiese vloed kan bepaal word deur die gebruik
  van die regterhandreël.
• Uit n elektriese masjiene oogpunt is die krag
  wat op die gelaaide partikel uitgeoefen word
  a.g.v. van die magnetiese vloed belangrik.

4
Lorentz se wet (2.22 2.23)

• Hoe kyk ons uit n elektriese masjien oogpunt
  daarna?
• Die krag wat op n stroomdraende geleier
  uitgeoefen word in die teenwoordigheid van
  magnetiese vloed kan bepaal word m.b.v. Lorentz
  se wet
• Let daarop dat die stroomkomponent wat loodreg
  met die vloed is aanleiding gee tot n krag F en
  dat die krag nul is wanneer die stroom reglynig
  vloei met die vloed.

5
Lorentz se wet (2.22 2.23)

• Die magnetiese vloedlyne van die eerste
  opstelling op die vorige skyfie a.g.v. die vloed
  van die permanente magnete en die stroom wat in
  die geleier vloei gee ook n goeie indruk van die
  rigting van die krag.

6
Faraday se wet (2.20)

• Wanneer vloed n lus omsluit en die vloed
  verander as n funksie van tyd, dan word n
  spanning geïnduseer tussen die terminale van die
  lus. Hierdie spanning is proporsioneel aan die
  tempo van verandering van die vloed
• Die N simbool in die vergelyking verteenwoordig
  die hoeveelheid windinge van die lus en die
  negatiewe teken kom van Lenz se wet.
• Let verder daarop dat slegs die vloedkomponent
  wat loodreg met die lus so oppervlakte koppel
  verantwoordelik is vir die geïnduseerde spanning.

7
Spanning in n geleier geïnduseer (2.21)

• Die geïnduseerde spanning tussen die twee punte
  van n geleier wat beweeg deur n magnetiese veld
  kan word verduidelik m.b.v. Lorentz se wet
• Hierdie spanning staan ook bekend as die
  elektromotoriese krag (e.m.k.)
• Volgens Wildi word die vergelyking afgelei vanaf
  Faraday se wet. Dit is egter nie so maklik om te
  visualiseer soos wanneer Lorentz se wet gebruik
  word nie.

8
Remanente vloeddigtheid en dwingkrag (2.24)

• Remanente vloeddigtheid (Bm) Dit is die
  vloeddigtheid wat agter bly nadat die magnetiese
  kern versadig is en die stroom weer na nul toe
  geneem word.
• Dwingkrag (Hc) Dit is die grote van die
  magnetiese veldsterkte wat die vloeddigtheid van
  die kern weer terug dwing na nul toe.

9
Histerese lus en verliese (2.25 2.27)

• n Simmetriese histerese lus word gevorm deur n
  w.s. stroom aan te laat vloei deur die spoel van
  die opstelling op die vorige skyfie.
• Ons kan toon dat die verlies per siklus (J/m3)
  gelyk is aan die area van die histerese lus
  (T.A/m).
• Let op die ontstaan van n histerese lus a.g.v.
  die rotasie van n kern in n konstante
  magnetiese veld.

10
Werwelstrome

• Werwelstrome word geïnduseer a.g.v. veranderende
  vloed wat in n kern teenwoordig is (die kern
  moet natuurlik materiaal bevat wat geleidend is).
• Die verskynsel van werwerlstrome nie soliede
  kerne kan aan die hand van n veelheid van
  parallelle bane verduidelik word.

11
Werwelstrome in n stasionêre yster kern

• Werwelstroomverliese kan beperk word deur
  gelamineerde kerne te gebruik.
• Die geïnduseerde spanning vir elke laminasie word
  verminder, wat weer die energieverlies verlaag.
• Onthou dat die energieverlies eweredig is aan die
  kwadraat van die spanning.

12
Werwelstrome in n roterende ysterkern

• Die e.m.k. wat ontstaan a.g.v. die rotasie van
  die rotor in die stasionêre veld veroorsaak
  werwelstrome wat weer verliese beteken. Hierdie
  werwelstrome kan weereens beperk word deur
  laminasies soos hieronder aangetoon.