Теория электродинамических и электростатических ПО, КЭМС, полное электрическое сопротивление преобразователей двигателей

Электродинамический принцип преобразования базируется на законах электромагнитной индукции, а именно. На законе Био и Савара в режиме двигателя и законе Фарадея в режиме генератора. Согласно первому на проводник длиной l и с током i, расположенным в равномерном магнитном поле с индукцией B, действует сила F=Bli

Тогда КЭМС=F/i=Bl

По закону Фарадея в разомкнутом проводнике длиной l, движущемся со скоростью в равномерном м.п.,с индукцией B, индуцируется ЭДС

u₀=e, то .

Чаще всего электродинамические преобразователи реализуются в катушечном и ленточном вариантах.Реже встречаются преобразователи изодинамического или ортодинамического типов.

Катушечный преобразователь состоит из катушки(несколько слоев провода, намотанного на цилиндрический каркас), помещенной в кольцевой зазор магнитной системы(МС), включающей постоянный магнит кернового типа с полюсными наконечниками в виде стакана и керна из мягкой стали, направляющими магнитный поток в зазор МС. В результате в зазоре МС создается сильное и равномерное магнитное поле радиального направления. С помощью упругого подвеса(в виде гофрированного воротника)катушка располагается в середине зазора, не касаясь ни стакана, ни керна, что обеспечивает ей возможность неискаженных колебаний в осевом направлении.

Ленточный ЭДП реализуется в виде тонкой гофрированной ленточки(из фольги или металлизированной пленки), помещенной в зазоре МС, состоящей из постоянного магнита подковообразного типа и полюсных наконечников. Концы ленточки зажаты контактами, позволяющими в режиме генератора снимать ЭДС, индуцируемую в ленточке при ее движении, а в режиме двигателя – подавать на нее ток звуковой частоты.

Электростатические – представляют собой плоский конденсатор, один из электродов которого выполнен в виде перфорированного диска из металла или металлизированной керамики, а второй – в виде тонкой мембраны из фольги или металлизированной полимерной пленки.

- КЭМС

Как видим, в отличие от преобразователей с магнитным полем КЭМС электростатического преобразователя является величиной частотнозависимой и мнимой. Последнее означает, что в процессе преобразования происходит сдвиг по фазе между ЭДС и скоростью колебаний мембраны на угол 90 градусов.

полное электрическое сопротивление преобразователей-двигателей:

В результате колебаний катушки на входной стороне ЭДП-двигателя появляется внесенное сопротивление. В зависимости от частотной области сопротивление носит разный характер.