Magnetische Stoßeinheiten, Formeln, Berechnung, Beispiele

Der Magnetschock o Magnetischer Widerstand ist der Widerstand, den ein Medium für den Durchgang des magnetischen Flusses darstellt. In einem Magnetschalt.

Eine von einem elektrischen Strom bewegte Spule ist ein sehr einfaches Beispiel für Magnetkreis. Dank des Stroms wird ein magnetischer Fluss erzeugt, der von der geometrischen Disposition der Spule und auch von der aktuellen Intensität abhängt, die sie überschreitet.

Abbildung 1. Magnetische Verschiebung ist ein Merkmal von Magnetschaltungen wie dem Transformator. Quelle: Pixabay.

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Formeln und Einheiten

Bezeichnung des magnetischen Flusses als Φ_M, Du hast:

Φ_M = N.I / (ℓ ℓ_C / μa_C)

Wo:

-N ist die Anzahl der Wendungen der Spule.

-Die Intensität des Stroms ist Yo.

-ℓ_C repräsentiert die Schaltungslänge.

-ZU_C Es ist der Querschnittsbereich.

-μ ist die Durchlässigkeit der Umgebung.

Der Faktor im Nenner, der die Geometrie und den Einfluss der Umgebung kombiniert, ist genau der magnetische Schock der Schaltung, eine skalare Menge, mit der sie durch den Buchstaben ℜ bezeichnet wird, um ihn vom elektrischen Widerstand zu unterscheiden. So:

ℜ = ℓ_C / μ.ZU_C

Im internationalen Einheitensystem (SI) wird es auf ℜ als Umkehrung des Henrio gemessen (multipliziert mit der Anzahl der Kurven n). Henrio ist wiederum die Einheit für die magnetische Induktivität, äquivalent zu 1 Tesla (T) x Quadratmeter /Amperio. Deshalb:

1 STUNDE^-1 = 1 a /t.M²

 Als 1 t.M² = 1 Weber (WB), das Shiny wird auch in A/WB (Amperio/Weber) ausgedrückt.

Wie wird Magnetschock berechnet?

Da der magnetische Schock in einem Magnetschalter die gleiche Rolle des elektrischen Widerstands spielt, ist es möglich, die Analogie durch ein Äquivalent des Ohm V = GO für diese Schaltungen zu erweitern.

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Obwohl es nicht richtig zirkuliert, ist der magnetische Fluss φ_M Nehmen Sie den Platz des Stroms ein, während anstelle der Spannung V, Der Magnetische Spannung entweder Magnetomotorkraft, Analoge Elektromotor oder F.Und.M In elektrischen Schaltungen.

Die Magnetomotorkraft ist für die Aufrechterhaltung des magnetischen Flusses verantwortlich. Es wird abgekürzt F.M.M Und es wird als ℱ bezeichnet. Damit haben Sie endlich eine Gleichung, die die drei Größen in Verbindung bringt:

ℱ = φ_M . ℜ

Und Vergleich mit der Gleichung Φ_M = N.I / (ℓ ℓ_C / μa_C), Es wird der Schluss gezogen, dass:

ℱ = n.Yo

Auf diese Weise kann der Glänzende berechnet werden Hopkinson -Gesetz.

Unterschied mit dem elektrischen Widerstand

Die Gleichung der MRT ℜ = ℓ_C / μa_C Das ist vergleichbar mit  R = l / σa Für elektrischen Widerstand. In letzterem repräsentiert σ die Leitfähigkeit des Materials, L ist die Länge des Drahtes und A die Fläche seines Querschnitts ist.

Diese drei Größen: σ, L und A sind konstant. Die Durchlässigkeit der Umwelt jedoch μ, Im Allgemeinen ist es nicht konstant, so dass der magnetische Stoß eines Stromkreises nicht ist, im Gegensatz zu seinem elektrischen Gleichnis nicht.

Wenn es eine Änderung des Mediums gibt, beispielsweise beim Übergang von Luft zu Eisen oder umgekehrt, wechselt es eine Änderung der Durchlässigkeit, wobei die daraus resultierenden Variation des glänzenden Variation. Und auch magnetische Materialien gehen durch Hysteresezyklen.

Dies bedeutet, dass die Anwendung eines externen Feldes dazu führt, dass das Material auch nach dem Feld einen Teil des Magnetismus beibehält.

Deshalb ist es notwendig, jedes Mal, wenn der magnetische Schock berechnet wird.

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Beispiele

Obwohl das Glänzung stark von der Geometrie des Schaltkreises abhängt, hängt es auch von der Durchlässigkeit des Mediums ab. Je größer der Wert davon ist, desto niedriger ist der Glanz; Dies ist der Fall von ferromagnetischen Materialien. Die Luft für ihren Teil hat eine geringe Durchlässigkeit, daher ist ihr magnetischer Schock größer.

Magnetoide

Ein Solenoid ist eine verrückte Länge ℓ mit N -Runden hergestellt, durch die ein elektrischer Strom übergeben wird und. Die Kurven werden normalerweise kreisförmig gerollt.

In einem intensiven und gleichmäßigen Magnetfeld wird erzeugt, während das Feld ungefähr Null gemacht wird.

Figur 2. Magnetfeld in einem Magnet. Quelle: Wikimedia Commons. Rajiv1840478 [CC BY-S (https: // CreateRecommons.Org/lizenzen/by-sa/4.0)]].

Wenn eine kreisförmige Form eine kreisförmige Form erhält, gibt es a Toroid. Im Inneren kann es Luft geben, aber wenn ein Eisenkern platziert wird, ist der magnetische Fluss dank der hohen Permeabilität dieses Minerals viel größer.

Gerollte Spule auf einem rechteckigen Eisenkern

Ein Magnetschaltkreis kann gebaut werden, indem die Spule auf einen rechteckigen Eisenkern einwickelt wird. Auf diese Weise ist es möglich, einen intensiven Feldfluss zu ermitteln, der im Eisenkern eingesperrt ist, wenn ein Strom durch den Draht geleitet wird, wie in Abbildung 3 zu sehen ist.

Der Schilling hängt von der Schaltungslänge und dem in der Abbildung angegebenen Querschnitt ab. Die gezeigte Schaltung ist homogen, da der Kern aus einem einzigen Material besteht und der Querschnitt einheitlich bleibt.

Figur 3. Ein einfacher Magnetkreis, der aus einer Spule besteht. Quelle der linken Abbildung: Wikimedia Commons. Häufig [CC BY-SA (https: // creativecommons.Org/lizenzen/by-sa/3.0)]]

Gelöste Übungen

- Übung 1

Ermitteln.

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Lösung

Gleichung wird verwendet ℱ = n.Yo Berechnung der magnetischen Spannung, da die Intensität des Stroms und die Anzahl der Kurven in der Spule verfügbar sind. Es multipliziert einfach:

ℱ = 2000 x 5 a = 10.000 AMPS-VUELTA

Dann Verwendung von ℱ = φ_M . ℜ, Achten Sie darauf, den magnetischen Fluss in Weber auszudrücken (das Präfix "m" bedeutet "mili", also wird es von multipliziert von 10 ^-3:

Φ_M = 8 x 10 ^-3 Wb

Jetzt wird der Schock gelöscht und die Werte werden ersetzt:

ℜ = ℱ/ φ_M = 10.000 AMPS-VUELTA /8 x 10 ^-3 Wb = 1.25 x 10⁶ Amperio-Vuelta/WB

- Übung 2

Berechnen Sie den Magnetschock der in der Abbildung gezeigten Schaltung mit den gezeigten Abmessungen, die sich in Zentimetern befinden. Die Permeabilität des Kerns beträgt μ = 0.005655 t · m/a und der Querschnitt ist konstant, 25 cm².

Figur 4. Magnetschaltung von Beispiel 2. Quelle: f. Zapata.

Lösung

Wir werden die Formel anwenden:

ℜ = ℓ_C / μa_C

Die Permeabilität und der Querschnittsbereich sind als Daten in der Erklärung verfügbar. Wir müssen die Schaltungslänge finden, die der Umfang des roten Rechtecks ​​in der Abbildung ist.

Zu diesem Zweck wird die Länge einer horizontalen Seite gemittelt, was eine größere Länge und niedrigere Länge erhöht: (55 +25 cm)/2 = 40 cm. Fahren Sie dann für die vertikale Seite auf die gleiche Weise fort: (60 +30 cm)/2 = 45 cm.

Schließlich werden die durchschnittlichen Längen der vier Seiten hinzugefügt:

ℓ_C = 2 x 40 cm + 2 x 45 cm = 170 cm

Es bleibt abzuwarten, die Werte in der Resortformel zu ersetzen, jedoch nicht, bevor sie Länge und Fläche des Querschnitts ausdrückt - in der Erklärung angegeben - in Einheiten, wenn:

ℜ = 170 x 10 ^-2m / (0.005655 t · m/a x 0.0025 m²) = 120.248 Amperio -Vuelta/WB

Verweise

1. Deutsch, m. Ferromagnetischer Kern. Erholt von: YouTube.com.
2. Magnetschaltung und Zurückhaltung. Erholt von: MSE.Ndhu.Edu.Tw.
3. Spinadel, e. 1982. Elektrische und magnetische Schaltungen. Neue Buchhandlung.
4. Wikipedia. Magnetomotorkraft. Geborgen von: ist.Wikipedia.Org.
5. Wikipedia. Magnetschock. Geborgen von: ist.Wikipedia.Org.