Положение четвертое: электромагнит переменного тока обладает высоким коэффициентом возврата.

Расчеты электромагнита переменного тока характеризуются повышенной сложностью, поэтому в данных методических указаниях не рассматриваются. Но качественное предсказание поведения электромагнита переменного тока вполне возможно на основе опыта расчета электромагнита постоянного тока. Формула для определения коэффициента возврата не зависит от рода тока катушки, физические свойства материалов, применяемых для изготовления магнитопроводов постоянного и переменного тока, также принципиально не отличаются. В этой связи возникает вопрос, на каком этапе изложенных выше рассуждений о величине коэффициента возврата должен быть учтен род тока обмотки электромагнита, и в чем должен заключаться этот учет?

Ответ на этот вопрос заключен в зависимости МДС обмотки переменного тока от величины воздушного зазора магнитопровода. Ток обмотки, питаемой переменным напряжением, зависит от модуля ее полного сопротивления Z:

где X_L =ω‧ L - индуктивное сопротивление обмотки электромагнита, Ом;

R - активное сопротивление обмотки электромагнита, Ом. 

Активное сопротивление реальной катушки переменного тока намного меньше ее индуктивного сопротивления, поэтому в формуле (2.3.15) им можно пренебречь. Полученное во втором разобранном примере активное сопротивление обмотки составляет три с половиной килоома, таким сопротивлением пренебречь невозможно, поэтому производить даже самые приблизительные расчеты изменения индуктивного сопротивления этой обмотки недопустимо. Но известно, что индуктивность любой катушки определяется выражением:

На этом основании можно сделать вывод, что индуктивное сопротивление катушки меняется обратно пропорционально изменению магнитного сопротивления магнитопровода. Следует оговориться, что этот вывод справедлив для линейной магнитной цепи, с линейной кривой намагничивания материала магнитопровода. Но и в нелинейной цепи сохраниться зависимость: чем меньше магнитное сопротивление магнитопровода, тем больше индуктивность обмотки.

Магнитное сопротивление магнитопровода при начальном и конечном зазорах может быть вычислено с использованием полученных расчетных данных и формулы (2.3.3):

Расчеты показали, что магнитное сопротивление при притягивании якоря уменьшается почти втрое. Уменьшение было бы более значительным, если бы сталь магнитопровода не насыщалась (см. рис. 2.3.9). Снижение магнитного сопротивления ведет к увеличению индуктивности, увеличение индуктивности - к увеличению индуктивного сопротивления обмотки, а это, в свою очередь, к уменьшению тока в ней. В результате ток катушки работающего электромагнита переменного тока оказывается в несколько раз меньше тока трогания.

Если руководствоваться формулой 

можно сделать вывод, что магнитный поток, так же как и сила притяженияякоря, при уменьшении воздушного зазора должны оставаться неизменными, а коэффициент возврата близким к единице. На самом деле при уменьшении зазора полезный поток несколько возрастает за счетуменьшения потоков рассеяния, но запас тягового усилия при конечном зазоре остается небольшим (рис. 2.3.12), а коэффициент возврата - высоким.