Simulace mechanických soustav s magnetickými elementy

Podobné dokumenty
Magnetické vlastnosti látek (magnetik) jsou důsledkem orbitálního a rotačního pohybu elektronů. Obíhající elektrony představují elementární proudové

Elektromagnetismus 163

ČÁST V F Y Z I K Á L N Í P O L E. 18. Gravitační pole 19. Elektrostatické pole 20. Elektrický proud 21. Magnetické pole 22. Elektromagnetické pole

Stacionární magnetické pole. Kolem trvalého magnetu existuje magnetické pole.

FYZIKA II. Petr Praus 10. Přednáška Magnetické pole v látce

Skalární a vektorový popis silového pole

Vzájemné silové působení

Magnetické pole se projevuje silovými účinky - magnety přitahují železné kovy.

NESTACIONÁRNÍ MAGNETICKÉ POLE. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Elektřina a magnetismus - 3. ročník

Elektro-motor. Asynchronní Synchronní Ostatní DC motory. Vinutý rotor. PM rotor. Synchron C

Základní zákony a terminologie v elektrotechnice

Elektřina a magnetizmus magnetické pole

STACIONÁRNÍ MAGNETICKÉ POLE. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Elektřina a magnetismus - 3. ročník

Tématické okruhy teoretických zkoušek Part 66 1 Modul 3 Základy elektrotechniky

Nanomotor - 5. října 2015

18. Stacionární magnetické pole

Elektrotechnika - test

Přehled látky probírané v předmětu Elektřina a magnetismus

Stacionární magnetické pole Nestacionární magnetické pole

Magnetické pole - stacionární

Magnetické vlastnosti materiálů - ukázky. Příklad č.2. Konstrukční ocel tř

Magnetické pole. Magnetické pole je silové pole, které vzniká následkem pohybu elektrických nábojů.

MAGNETICKÉ POLE V REÁLNÉM PROSTŘEDÍ ( MAGNETIKA)

STACIONÁRNÍ MAGNETICKÉ POLE POJMY K ZOPAKOVÁNÍ. Testové úlohy varianta A

ZŠ ÚnO, Bratří Čapků 1332

Fyzikální vzdělávání. 1. ročník. Učební obor: Kuchař číšník Kadeřník. Implementace ICT do výuky č. CZ.1.07/1.1.02/ GG OP VK

4. Magnetické pole Fyzikální podstata magnetismu. je silové pole, které vzniká v důsledku pohybu elektrických nábojů

5 Stacionární magnetické pole HRW 28, 29(29, 30)

u = = B. l = B. l. v [V; T, m, m. s -1 ]

Ročník VI. Fyzika. Období Učivo téma Metody a formy práce- kurzívou. Kompetence Očekávané výstupy. Průřezová témata. Mezipřed.

Mgr. Jan Ptáčník. Elektrodynamika. Fyzika - kvarta! Gymnázium J. V. Jirsíka

MAGNETISMUS Magnetické pole následkem pohybu elektrických nábojů permanentní magnet elektromagnet póly severní jižní blízkosti elektrického proudu

Obsah PŘEDMLUVA 11 ÚVOD 13 1 Základní pojmy a zákony teorie elektromagnetického pole 23

5. Materiály pro MAGNETICKÉ OBVODY

c) vysvětlení jednotlivých veličin ve vztahu pro okamžitou výchylku, jejich jednotky

Střední odborná škola a Střední odborné učiliště, Hradec Králové, Vocelova 1338, příspěvková organizace

Systémy analogových měřicích přístrojů

Obr. 11.1: Rozdělení dipólu na dva náboje. Obr. 11.2: Rozdělení magnetu na dva magnety

Magnetické materiály a jejich vlastnosti. Prof.Mgr.Jiří Erhart, Ph.D. Katedra fyziky FP TUL

MAGNETICKÉ POLE. 1. Stacionární magnetické pole I I I I I N S N N

Okruhy, pojmy a průvodce přípravou na semestrální zkoušku v otázkách. Mechanika

Elektromagnetismus. - elektrizace třením (elektron = jantar) - Magnetismus magnetovec přitahuje železo zřejmě první záznamy o používání kompasu

Integrovaná střední škola, Sokolnice 496

FYZIKA II. Petr Praus 8. Přednáška stacionární magnetické pole (pokračování) a Elektromagnetická indukce

Magnetické vlastnosti látek část 02

3.1 Magnetické pole ve vakuu a v látkovén prostředí

MENSA GYMNÁZIUM, o.p.s. TEMATICKÉ PLÁNY TEMATICKÝ PLÁN (ŠR 2017/18)

Základní otázky pro teoretickou část zkoušky.

Základy elektrotechniky

+ + Katedra textilních a jednoúčelových strojů. Jednoúčelové stroje. Textilní stroje a stroje na výrobu nanovláken. Přístrojová technika

NESTACIONÁRNÍ MAGNETICKÉ POLE POJMY K ZOPAKOVÁNÍ. Testové úlohy varianta A

Elektrický náboj, Elektrické pole Elektrický potenciál a elektrické napětí Kapacita vodiče

ELEKTRICKÝ NÁBOJ A ELEKTRICKÉ POLE POJMY K ZOPAKOVÁNÍ. Testové úlohy varianta A

Toroidní generátor. Ing. Ladislav Kopecký, červenec 2017

Fakulta biomedic ınsk eho inˇzen yrstv ı Teoretick a elektrotechnika Prof. Ing. Jan Uhl ıˇr, CSc. L eto 2017

Elektřina a magnetizmus závěrečný test

ELT1 - Přednáška č. 6

Název: Měření magnetického pole solenoidu

Látky dělíme podle magnetické susceptibility na: diamagnetické < 0 paramagnetické > 0 feromagnetické >> 0

GE - Vyšší kvalita výuky CZ.1.07/1.5.00/

Název: Studium magnetického pole

S p e c i f i c k ý n á b o j e l e k t r o n u. Z hlediska mechanických účinků je magnetická síla vlastně silou dostředivou.

Laboratorní úloha č. 5 Faradayovy zákony, tíhové zrychlení

DIDAKTICKÝ TEST MAGNETICKÉ POLE

Hlavní body - magnetismus

Kapitola 3. Magnetické vlastnosti látky. 3.1 Diamagnetismus

ELEKTROSTATIKA. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Elektřina a magnetismus - 2. ročník

Datum: Projekt: Využití ICT techniky především v uměleckém vzdělávání Registrační číslo: CZ.1.07./1.5.00/34.

Zapnutí a vypnutí proudu spínačem S.

Elektrostatické pole. Vznik a zobrazení elektrostatického pole

F MATURITNÍ ZKOUŠKA Z FYZIKY PROFILOVÁ ČÁST 2017/18

Praktikum II Elektřina a magnetismus

Přehled veličin elektrických obvodů

Spínaný reluktanční motor s magnety ve statoru

ELEKTROMOTORY: Elektrický proud v magnetickém poli (pracovní list) RNDr. Ivo Novák, Ph.D.

Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/ Bc. Karel Hrnčiřík

PRAKTIKUM II Elektřina a magnetismus

Základní otázky ke zkoušce A2B17EPV. České vysoké učení technické v Praze ID Fakulta elektrotechnická

VZÁJEMNÉ SILOVÉ PŮSOBENÍ VODIČŮ S PROUDEM A MAGNETICKÉ POLE

Značky systémů analogových měřicích přístrojů

a magnetismus Elel<tľina Vysokoškolská učebnice obecné fyziky Část 3 DAVID HALLIDAY -. ROBERT RESNICK - JEARL WALKER

Záření KZ. Význam. Typy netermálního záření. studium zdrojů a vlastností KZ. energetické ztráty KZ. synchrotronní. brzdné.

Elektrické vlastnosti látek

ISŠT Mělník. Integrovaná střední škola technická Mělník, K učilišti 2566, Mělník Ing.František Moravec

5. MAGNETICKÉ OBVODY

hmotný bod je model tělesa, nemá tvar ani rozměr, ale má hmotnost tuhé těleso nepodléhá deformacím, pevné těleso ano

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI FAKULTA ELEKTROTECHNICKÁ KATEDRA TECHNOLOGIÍ A MĚŘENÍ DIPLOMOVÁ PRÁCE

Evropský sociální fond "Praha a EU: Investujeme do vaší budoucnosti"

Fyzikální vzdělávání. 1. ročník. Učební obor: Kuchař číšník Kadeřník. Implementace ICT do výuky č. CZ.1.07/1.1.02/ GG OP VK

Energie, její formy a měření

FYZIKA II. Petr Praus 9. Přednáška Elektromagnetická indukce (pokračování) Elektromagnetické kmity a střídavé proudy

Základy elektrotechniky a výkonová elektrotechnika (ZEVE)

Magnetické vlastnosti materiálů - ukázky. Příklad č.3. Plechy pro elektrotechniku Fe-Si tloušťka. 0,5mm (M700-50A-Košice)

Základy elektrotechniky (ZELE)

FYZIKA I. Gravitační pole. Prof. RNDr. Vilém Mádr, CSc. Prof. Ing. Libor Hlaváč, Ph.D. Doc. Ing. Irena Hlaváčová, Ph.D. Mgr. Art.

10. Energie a její transformace

GE - Vyšší kvalita výuky CZ.1.07/1.5.00/

Fyzikální vzdělávání. 1. ročník. Učební obor: Kuchař číšník Kadeřník. Implementace ICT do výuky č. CZ.1.07/1.1.02/ GG OP VK

X14 AEE + EVA Mindl. Odstředivý regulátor předstihu zážehu

mechanická práce W Studentovo minimum GNB Mechanická práce a energie skalární veličina a) síla rovnoběžná s vektorem posunutí F s

Transkript:

Simulace mechanických soustav s magnetickými elementy Martin Bílek, Jan Valtera Modelování mechanických soustav 4.12.2014

Úvod Magnetismus je fyzikální jev, při kterém dochází k silovému působení na nositele elektrického náboje. Magnet (z Řeckého slova Magnétis líthos magnetický kámen) objekt, který vytváří magnetické pole - permanentní (vytvářejí mg. pole bez vnějších vlivů) - elektromagnety (k vytvoření mg. pole třeba elektrický proud) Využití: - geomagnetické pole Země kompasy - Medicínské, audio aj. přístroje reproduktory - Strojírenství bezkontaktní spojky, mg. pružiny, snímače, aj. 2

Úvod Definice pojmů Magnetická indukce B H [ T ],[ G],[ kg s A vyjadřuje počet siločar procházejicích jednotkovou plochou. 2 1 ], vyjadřuje silové působení í mg. pole na pohybujicí se náboj ( v elektromagnetismu) B Fmax, kdeq[ C] Q v F Q v B F B I l sin, v[ m s kde I [ A] je velikost náboje 1 ] je rychlost náboje. jeel. proud, l[ m] délka vodiče [ ] úhel mezi vodičem a indukčními čarami 3

4 Úvod Definice pojmů ). " " (, ]. / [ 10, ] [, ] [,. ] [ ), ( ], ],[ [ 0 1 7 0 1 0 1 1 0 1 2 materiálu vodivost magnetickou prostředí polarizovatelnost vyjadřuje prostředí permeabilita Relativní m A T permeabilita vakua je m H magnetiz ace je m A M pole je intenzita mg m A kdeh M H B A s kg T B indukce Magnetická r 4

Úvod Definice pojmů Intenzita magnetického pole H B vyjadřuje mohutnost magnetického pole. 0 r [ Am 1 ],[ Oe], Magnetický tok U. t B. S [ Wb],[ M ],[ V s], vyjadřuje počet siločar procházejicích plochou Energetický součin charakterizuje vlastnosti feromagnetických materiálů ( hysterezní křivka). Remanence Koercivita B H r c ( B. H ) max [ kj m 3 vyjadřuje zbytkovou mg. indukci magnetu vyjadřuje intenzitu nutnou k potlačení ], zbytkové indukce B r 5

Rozdělení materiálů Feromagnetické po vložení do mg. pole dochází k tvorbě tzv. domén s orientovanými dipóly. I při vložení do nízkého mg. Pole dochází tak k zesílení vnějšího pole. Po zrušení vnějšího mg. Pole zůstávají tyto látky více či méně magnetické 1 r Paramagnetické po vložení do mg. Pole dochází k zesílení pole. Těleso je vtahováno do mg. Pole. Po zrušení vnějšího mg. Pole se stávají opět nemagnetickými. 1 r Diamagnetické při vložení do mg. Pole dochází k mírnému zeslabování pole, 1 r 6

Příklad mechanické soustavy s magnetickými elementy rozváděcí tyč s magneto-mechanickými akumulátory kin. energie v úvratích rozváděcího pohybu akumulace kinetické energie do potenciální energie magnetického pole odpuzující se magnetické dvojice. 0 rozváděcí tyč (vykonávající přímočarý vratný pohyb s()) 1 permanentní magnet připevněný na tyči 0 2 permanentní prstencový magnet uložený v posuvném vedení 3 vinutá tlačná pružina s požadovaným předpětím 4 posuvné vedení magnetu akumulátoru 9 rám 7

Příklady softwarů pro simulaci magnetických úloh Maxwell 16.0 Program je součástí platformy ANSYS EM Magneto-statické, magneto-dynamické, elektro-statické, elektro-dynamické úlohy ve 2D i 3D Možnost napojení přímo na dynamickou úlohu řešenou v programu Ansys FEMM 4.2 (Finite Element Method Magnetics) Volně přístupný sw, viz www.fem.info Magnetostatické, elektrostatické, aj. úlohy ve 2D 8

Maxwell 16.0 Ukázka 3D úlohy s permanentními tvarovými magnety 9

Maxwell 16.0 Ukázka výstupu magneto-statické analýzy Vektorové pole magnetické indukce Isoplochy magnetické indukce 10

Maxwell 16.0 Ukázka výstupu magneto-statické analýzy Průběh magnetické síly v závislosti na zvolených parametrech 11

FEMM 4.2 Ukázka rotačně symetrické 2D úlohy s permanentními magnety 12

FEMM 4.2 Vykreslení a zpracování výsledků (v grafickém, resp. datovém formátu) 13

FEMM 4.2 Zpracování výsledků 30 N52 N40 N32 Vzdálenost [mm] 20 10 5 1 0 0 45 58 63 84 102106 Síla [N] 14

Simulace mechanických úloh s magnetickými elementy Import magnetické silové charakteristiky do simulačního programu pro mechanické systémy (např. MSC sofware Adams/View) 15

Simulace mechanických úloh s magnetickými elementy Působení magnetické pružiny popsáno pomocí dvojice sil Hodnota síly při dynamické analýze je odvozena od vzdálenosti těles magnetů 16

Simulace mechanických úloh s magnetickými elementy Ukázka výsledků dynamické analýzy Výsledky popisují chování mechanických i magnetických prvků systému 17