Магнитно съпротивление: Какво е то?

Electrical4u

Поле: Основни електротехника

China

Какво е Релуктанция?

Магнитната релуктанция (известна също като релуктанция, магнитно съпротивление или магнитен изолатор) е определена като противодействието, предлагано от магнитната верига за производство на магнитен поток. Тя е свойството на материала, което противодейства на създаването на магнитен поток в магнитна верига.

Reluctance of Transformer Core.png — Релуктанция на ядрото на трансформатора

В електрическа верига, съпротивлението противодейства на потока на ток в веригата и разсейва електрическата енергия. Магнитната релуктанция в магнитна верига е аналогична на съпротивлението в електрическа верига, тъй като противодейства на производството на магнитен поток в магнитна верига, но не води до разсейване на енергията, а по-скоро съхранява магнитна енергия.

Релуктанцията е пропорционална на дължината на магнитната верига и обратно пропорционална на площта на поперечното сечение на магнитния път. Тя е скаларна величина и се означава с S. Забележете, че скаларната величина е тази, която е напълно описана само от големина (или числено значение). Не е необходима посока, за да се дефинира скаларната величина.

Reluctance of Magnetic Bar.png — Релуктанция на магнитен бар

Математически може да се изрази като

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

където, l = дължина на магнитния път в метри

$\mu_0$ = магнитна проницаемост на свободното пространство (вакуум) = $4 \pi * 10^-^7$ Хенри/метър

$\mu_r$ = относителна магнитна проницаемост на магнитен материал

$A$ = площта на сечението в квадратни метри ( $m^2$ )

В AC, както и в DC магнитни полета, релуктанцията е отношението между магнитодвижителната сила (m.m.f) и магнитния поток в магнитна верига. В пулсиращо AC или DC поле, релуктанцията също е пулсираща.

Така че тя може да бъде изразена като

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

Релуктанция в сериен магнитен контур

Както в сериен електричен контур, общата резистивност е равна на сумата от отделните резистивности,

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

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

По същество, в поредица от магнитни контури, общата магнитна релуктанция е равна на сумата от отделните релуктанции, срещнати по затворената пътка на магнитния поток.

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

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

Какво е проницаемост?

Проницаемостта или магнитна проницаемост е дефинирана като способността на материал да позволява магнитните линии на сила да минават през него. Тя помага за развитието на магнитното поле в магнитен контур.

SI единицата за проницаемост е Хенри/метър (H/m).

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

Където, $\mu_0$ = проницаемостта на свободното пространство (вакуум) = $4 \pi * 10^-^7$ Генри/метър

$\mu_r$ = относителна проницаемост на магнитен материал

Това е отношението между магнитната плътност на потока (B) и намагничаващата сила (H).

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

Относителна проницаемост

Относителната проницаемост е дефинирана като степента, до която материалът е по-добър проводник на магнитен поток в сравнение със свободното пространство.

Тя се означава с $\mu_r$ .

Какво е релуктивност?

Релуктивността или специфичната релуктантност се дефинира като релуктантността, предлагана от магнитен път с дължина единица и площ на пресечното сечение единица.

Знаем, че релуктантността $S = \frac {l} {\mu_0 \mu_r A}$

Когато l = 1 m и A = 1 m2, тогава имаме

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

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

Единицата ѝ е метър/Хенри.

Тя е аналогична на резистивността (специфичното съпротивление) в електрическата верига.

Пермеанс в сравнение с релуктанция

Пермеанс е дефиниран като реципрочна стойност на релуктанцията. Обозначава се с P.

$Пермеанс (P) = \frac {1} {Релуктанция(S)}$

Проницаемост	Магнитно съпротивление
Проницаемостта е мярка за лесното установяване на магнитен поток в магнитната верига.	Магнитното съпротивление противодейства на производството на магнитен поток в магнитна верига.
Обозначава се с P.	Обозначава се с S.
$Проницаемост = \frac{поток}{м.м.с}$	$Магнитно съпротивление = \frac{м.м.с}{поток}$
Единицата ѝ е Вб/АТ или Хенри.	Единицата му е АТ/Вб или 1/Хенри или H-1.
Аналогично на проводимостта в електрическата верига.	Аналогично на съпротивлението в електрическата верига.

Единици на релуктанция

Единицата за релуктанция е ампер-завои на Вебер (A/Wb) или 1/Хенри или H-1.

Размерност на магнитната релуктанция

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

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

Формула за релуктанция

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

Където, $\mu = \mu_0 \mu_r$ (В електрическата верига $\epsilon = \epsilon_0 \epsilon_r$ )

Следователно, $S = \frac {l}{\mu A}$

Където, $\mu$ = проницаемост на магнитния материал

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

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

При сравнение на уравнения (1) и (2), получаваме

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

Пренареждайки членовете, получаваме

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

Но $\frac {\phi}{A} = B$ и $\frac {NI}{l} = H$

като включим това в уравнение (3), получаваме,

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

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

Магнитна мотивираща сила (M.M.F)

M.M.F е дефинирана като силата, която тенденцията да установи потока през магнитен контур.

Тя е равна на произведението от тока, който протича през бобината, и броя на обиколките на бобината.

Следователно, $m.m.f = NI$

Единицата ѝ е ампер-обиколки (AT).

Следователно, $AT = NI$

Работата, извършена при преместване на единичен магнитен полюс (1 Вб) през целия магнитен контур, се нарича магнитомотивна сила (m.m.f).

Аналогично електродвижната сила (ЕДС) в електрическа верига.

Приложения на магнитното съпротивление

Някои от приложението на магнитното съпротивление включват:

В трансформатор, магнитното съпротивление се използва главно за намаляване на ефекта от магнитна насыщаемост. Постоянните въздушни разстояния в трансформатора увеличават магнитното съпротивление на веригата и следователно съхраняват повече магнитна енергия преди настъпването на насыщаемост.
Мотор с магнитно съпротивление се използва за много приложения с постоянна скорост, като например електронен часовник таймер, сигнализационни устройства, записващи инструменти и т.н., които работят по принципа на променливо магнитно съпротивление.
Една от основните характеристики на магнитно твърди материали е, че те имат силно магнитно съпротивление, което се използва за създаване на постоянни магнити. Примери: волфрамова стомана, кобалтовата стомана, хромова стомана, алнико и др….
Магнета на говорителя е покрит с мек магнитен материал, като меко желязо, за да се минимизира ефектът на разсеяното магнитно поле.
Мултимедийните голямоговорители са магнитно защитени, за да се намали магнитната интерференция, причинена на телевизори (TV) и катодно-лъчеви тръби (CRT).

Източник: Electrical4u

Заявление: Уважавайте оригинала, добри статии заслужават споделяне, ако има нарушение на авторските права, моля, свържете се за изтриване.

Дайте бакшиш и поощрете автора

Теми:

Основни електротехника

Магнитно колебание

За експертите

Electrical4u

China

Област на експертиза

Basic Electrical

Профессионална статия

607