Magnetiese Reluktantie: Wat is dit?

Electrical4u

Veld: Basiese Elektriese

China

Wat is Reluctance?

Magnetiese reluctansie (ook bekend as reluctansie, magnetiese weerstand, of 'n magnetiese insulator) word gedefinieer as die teenstand wat deur 'n magnetiese stroombaan gebied word teen die produsie van magnetiese flux. Dit is die eienskap van die materiaal wat teen die skepping van magnetiese flux in 'n magnetiese stroombaan.

Reluctance of Transformer Core.png — Reluctansie van Transformator Kern

In 'n elektriese stroombaan, bied die weerstand teenstand teen die vloei van stroom in die stroombaan en dit versprei die elektriese energie. Die magnetiese reluctansie in 'n magnetiese stroombaan is analoog aan die weerstand in 'n elektriese stroombaan, aangesien dit teen die produsie van magnetiese flux in 'n magnetiese stroombaan strewe, maar dit gee nie aanleiding tot die verspreiding van energie nie, eerder stoor dit magnetiese energie.

Reluctansie is direk proporsioneel aan die lengte van die magnetiese stroombaan en omgekeerd proporsioneel aan die oppervlak van die dwarsdoorsnede van die magnetiese pad. Dit is 'n skalaarhoeveelheid en word aangedui met S. Let daarop dat 'n skalaarhoeveelheid een is wat volledig beskryf word deur 'n grootte (of numeriese waarde) slegs. Geen rigting is nodig om die skalaarhoeveelheid te definieer nie.

Reluctance of Magnetic Bar.png — Reluctansie van Magnetiese Staaf

Wiskundig kan dit uitgedruk word as

$\begin{align*} S = \frac {l}{\mu_0 \mu_r A} \end{align*}$

waar l = lengte van die magneetpad in meter

$\mu_0$ = doordraagbaarheid van vrye ruimte (vakuüm) = $4 \pi * 10^-^7$ Henry/meter

$\mu_r$ = relatiewe doordraagbaarheid van 'n magneetmateriaal

$A$ = Kruinsnyoppervlak in vierkante meter ( $m^2$ )

In AC as well as DC magnetiese velds, is die reluctansie die verhouding van die magnetomotoriese krag (m.m.k) tot die magnetiese flux in 'n magnetiese sirkuit. In 'n pulserende AC of DC veld, is die reluctansie ook pulserend.

Dit kan dus uitgedruk word as

$\begin{align*} Relectance (S) = \frac {m.m.f}{flux} = \frac {F}{\phi} \end{align*}$

Reluctansie in 'n reeks-magnetiese sirkuit

Soos in 'n reeks-elektriese sirkuit, is die totale weerstand gelyk aan die som van die individuele weerstande,

$\begin{align*} R = R_1 + R_2 + R_3 +.............+R_n \end{align*}$

Waar, $R = \frac {\rho l}{A} (\rho = Resistivity)$

Soortgelyk, in 'n reeks magneetseirkuite, is die totale reluktanst die som van die individuele reluktanste wat op die geslote fluxpad ontmoet word.

$\begin{align*} S = S_1 + S_2 + S_3 +.............+S_n \end{align*}$

Waar, $S = \frac {l}{\mu_0 \mu_r A}$

Wat is Permeabiliteit?

Permeabiliteit of magneetpermeabiliteit word gedefinieer as die vermoë van 'n materiaal om magneetlyne van krag deur dit te laat gaan. Dit help met die ontwikkeling van die magneetveld in 'n magneetseirkuit.

Die SI eenheid van permeabiliteit is Henry/meter (H/m).

Wiskundig, $\mu = \mu_0 \mu_r$ H/m

Waar, $\mu_0$ = magneetkundige doordringbaarheid van vry ruimte (vakuum) = $4 \pi * 10^-^7$ Henry/meter

$\mu_r$ = relatiewe magneetkundige doordringbaarheid van 'n magneetmateriaal

Dit is die verhouding van magneetvloksdigtheid (B) tot magneetisering (H).

$\begin{align*} \mu = \frac {B}{H} \end{align*}$

Relatiewe Doordringbaarheid

Relatiewe Doordringbaarheid word gedefinieer as die mate waartoe 'n materiaal 'n beter geleier van magneetvlok is in vergelyking met vry ruimte.

Dit word aangedui deur $\mu_r$ .

Wat is Reluctivity?

Reluctivity of spesifieke weerstand word gedefinieer as die weerstand wat deur 'n magnetiese sirkuit van eenheidslengte en -oppervlak aangebied word.

Ons weet dat die weerstand $S = \frac {l} {\mu_0 \mu_r A}$

Wanneer l = 1 m en A = 1 m2 dan het ons

$\begin{align*} S= \frac {1} {\mu_0 \mu_r (1)} = \frac {1} {\mu_0 \mu_r} =\frac {1} {\mu} \ ( \mu = \mu_0 \mu_r ) \end{align*}$

$\begin{align*} S (Specific \,\, Reluctance) = \frac {1} {Absolute \,\, Permeability (\mu)} \end{align*}$

Die eenheid hiervan is meter/Henry.

Dit is analoog aan weerstandskoëffisiënt (spesifieke weerstand) in 'n elektriese sirkuit.

Permeabiliteit vs Reluktantheid

Permeabiliteit word gedefinieer as die resiprook van reluktantheid. Dit word aangedui deur P.

$Permeabiliteit (P) = \frac {1} {Reluktantheid(S)}$

Permeabiliteit	Reluktanstie
Permeabiliteit is 'n maatstaf vir die gemak waarmee flux in die magneetkring kan word opgestel.	Reluktanstie verstaan teen die produsie van magneetflux in 'n magneetkring.
Dit word aangedui deur P.	Dit word aangedui deur S.
$Permeabiliteit = \frac{flux}{m.m.f}$	$Reluktanstie = \frac{m.m.f}{flux}$
Sy eenheid is Wb/AT of Henry.	Sy eenheid is AT/Wb of 1/Henry of H-1.
Dit is analoog aan geleidbaarheid in 'n elektriese kring.	Dit is analoog aan weerstand in 'n elektriese kring.

Weerstandseenhede

Die eenheid van weerstand is ampère-wendinge per Weber (AT/Wb) of 1/Henry of H-1.

Dimensie van Magnetiese Weerstand

$\begin{align*} S = \frac {l}{\mu A} \end{align*}$

$\begin{align*} \begin{split} \ S = \frac {M^0 L^1 T^0} {M^1 L^1 T^-^2 I^-^2 * M^0 L^2 T^0} \ \ = \frac {M^0 L^1 T^0} {M^1 L^3 T^-^2 I^-^2} \ \ = M^-^1 L^-^2 T^2 I^2 \ \end{split} \end{align*}$

Weerstandformule

(1) $\begin{equation*} S = \frac {l}{\mu_0 \mu_r A} \end{equation*}$

Waar, $\mu = \mu_0 \mu_r$ (In 'n elektriese sirkuit $\epsilon = \epsilon_0 \epsilon_r$ )

Dus, $S = \frac {l}{\mu A}$

Waar, $\mu$ = doordraagbaarheid van die magneetmateriaal

$\begin{align*} Reluctance (S) = \frac {m.m.f}{flux} \end{align*}$

(2) $\begin{equation*} S = \frac {NI}{\phi} \end{equation*}$

Deur vergelyking (1) en (2) te vergelyk, kry ons

$\begin{align*} \frac {l}{\mu_0 \mu_r A} = \frac {NI}{\phi} \end{align*}$

Deur terme te herskik, kry ons

(3) $\begin{equation*} \frac {\phi}{\mu_0 \mu_r A} = \frac {NI}{l} \end{equation*}$

Maar $\frac {\phi}{A} = B$ en $\frac {NI}{l} = H$

plaas dit in vergelyking (3), kry ons

$\begin{align*} \frac {B}{\mu_0} = H \end{align*}$

$\begin{align*} B = \mu_0 \mu_r H = \mu H \ (where, \mu = \mu_0 \mu_r) \end{align*}$

Magneto Motive Force (M.M.F)

M.M.F word as die krag wat geneig is om die flux deur 'n magneetseirkel te vestig.

Dit is gelyk aan die produk van die stroom wat deur die spoel vloei en die aantal windinge van die spoel.

Daarom, $m.m.f = NI$

Die eenheid daarvan is amper-windinge (AT).

Dus, $AT = NI$

Die werk wat gedoen word om 'n eenheidsmagneetpool (1 Wb) deur die hele magneetseirkel te beweeg, word 'n magnetomotiefkrag (m.m.f) genoem.

Dit is analoog aan elektromotorische krag (e.m.f) in 'n elektriese sirkel.

Toepassings van Reluctance

Sommige van die toepassings van reluctance sluit in:

In die transformator, word reluctance hoofsaaklik gebruik om die effek van magnetiese verzadiging te verminder. Die konstante luggaps in 'n transformator verhoog die reluctance van die sirkel en stoor dus meer magnetiese energie voor verzadiging.
'n Reluctance motor word vir baie konstante spoedtoepassings soos elektriese klok timer, seinapparate, opneeminstrumente, ens. gebruik, wat op die beginsel van veranderlike reluctance werk.
Een van die hoofkenmerke van magneties hard materiaal is dat dit 'n sterk magnetiese reluctance het, wat gebruik word om permanente magneete te skep. Byvoorbeeld: Wolfram staal, kobalt staal, kromstaal, alnico, ens….
Die spreekermagneet word bedek met 'n sagte magnetiese materiaal soos sagte ys om die effek van die verdwaalde magnetiese veld te minimeer.
Multimedia luidsprekers word magneties geskild om die magnetiese interferensie wat veroorsaak word aan TV's (televisies) en CRT's (Kathodestraalbuis) te verminder.