Reluctància magnètica: Què és?

Electrical4u

Camp: Electricitat bàsica

China

Què és la reluctància?

La reluctància magnètica (també coneguda com a reluctància, resistència magnètica o aïllant magnètic) es defineix com l'oportunitat que ofereix un circuit magnètic a la producció de flux magnètic. És la propietat del material que s'oposa a la creació de flux magnètic en un circuit magnètic.

Reluctance of Transformer Core.png — Reluctància del nucli del transformador

En un circuit elèctric, la resistència s'oposa al flux de corrent en el circuit i dissipa l'energia elèctrica. La reluctància magnètica en un circuit magnètic és anàloga a la resistència en un circuit elèctric, ja que s'oposa a la producció de flux magnètic en un circuit magnètic, però no dóna lloc a la dissipació d'energia, sinó que emmagatzema energia magnètica.

La reluctància és directament proporcional a la longitud del circuit magnètic i inversament proporcional a l'àrea de la secció transversal de la via magnètica. És una magnitud escalar i es denota per S. Cal notar que una magnitud escalar és la que es descriu completament amb una magnitud (o valor numèric) només. No es requereix cap direcció per definir la magnitud escalar.

Reluctance of Magnetic Bar.png — Reluctància de la barra magnètica

Matemàticament es pot expressar com

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

on el qual de la via magnètica en metres

$\mu_0$ = permeabilitat de l'espai lliure (vacum) = $4 \pi * 10^-^7$ Henry/metre

$\mu_r$ = permeabilitat relativa d'un material magnètic

$A$ = Àrea de secció transversal en metres quadrats ( $m^2$ )

En CA i en CC, la reluctància és la raó entre la força magnetomotriu (f.m.m) i el flux magnètic en un circuit magnètic. En un camp CA o CC pulsant, la reluctància també és pulsant.

Així, es pot expressar com

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

Reluctància en un circuit magnètic en sèrie

Com en un circuit elèctric en sèrie, la resistència total és igual a la suma de les resistències individuals,

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

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

De manera similar, en una sèrie de circuits magnètics, la reluctància total és igual a la suma de les reluctàncies individuals trobades al llarg del camí de flux tancat.

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

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

Què és la permeabilitat?

La permeabilitat o permeabilitat magnètica es defineix com la capacitat d'un material per permetre que les línies de força magnètica passin a través seu. Això ajuda al desenvolupament del camp magnètic en un circuit magnètic.

La unitat SI de la permeabilitat és Henry per metre (H/m).

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

On, $\mu_0$ = permeabilitat de l'espai lliure (vacuum) = $4 \pi * 10^-^7$ Henry/metre

$\mu_r$ = permeabilitat relativa d'un material magnètic

És la raó entre la densitat de flux magnètic (B) i la força magnetitzadora (H).

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

Permeabilitat Relativa

La Permeabilitat Relativa es defineix com el grau en què el material és un millor conductor de flux magnètic en comparació amb l'espai lliure.

Es denota per $\mu_r$ .

Què és la reluctància?

La reluctància o la reluctància específica es defineix com la reluctància oferida per un circuit magnètic d'una unitat de longitud i una secció transversal d'una unitat.

Sabem que la reluctància $S = \frac {l} {\mu_0 \mu_r A}$

Quan l = 1 m i A = 1 m2 llavors, tenim

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

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

La seva unitat és metre/Henry.

És anàloga a la resistivitat (resistència específica) en un circuit elèctric.

Permeància vs Reluctància

La permeància es defineix com el recíproc de la reluctància. Es denota amb P.

$Permeància (P) = \frac {1} {Reluctància(S)}$

Unitats de reluctància

La unitat de reluctància és ampere-voltes per Weber (AT/Wb) o 1/Henry o H-1.

Dimensió de la reluctància magnètica

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

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

Fórmula de reluctància

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

On, $\mu = \mu_0 \mu_r$ (En un circuit elèctric $\epsilon = \epsilon_0 \epsilon_r$ )

Per tant, $S = \frac {l}{\mu A}$

On, $\mu$ = permeabilitat del material magnètic

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

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

Comparant l'Equació (1) i (2), obtenim

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

Reordenant els termes, obtenim

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

Però $\frac {\phi}{A} = B$ i $\frac {NI}{l} = H$

posant això a l'equació (3) obtenim,

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

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

Força magnètica motriu (M.M.F)

La M.M.F es defineix com la força que tendeix a establir el flux a través d'un circuit magnètic.

És igual al producte de la corrent que circula pel bobinat i el nombre de voltants del bobinat.

Per tant, $m.m.f = NI$

La seva unitat és ampere-voltants (AT).

Així doncs, $AT = NI$

El treball realitzat en portar una unitat de pol magnètic (1 Wb) a través de tot el circuit magnètic s'anomena força magnètica motriu (m.m.f).

És anàleg a la força electromotriu (f.e.m) en un circuit elèctric.

Aplicacions de la reluctància

Algunes de les aplicacions de la reluctància inclouen:

En el transformador, la reluctància es utilitza principalment per reduir l'efecte de la saturació magnètica. Les constants gaps d'aire en un transformador augmenten la reluctància del circuit i, per tant, emmagatzemen més energia magnètica abans de saturar-se.
El motor de reluctància s'utilitza en moltes aplicacions de velocitat constant com els rellotges elèctrics temporitzadors, dispositius de senyalització, instruments de gravació, etc., que funcionen segons el principi de reluctància variable.
Una de les característiques principals dels materials magnèticament durs és que tenen una forta reluctància magnètica que s'utilitza per crear magnets permanents. Exemple: acer tungstènic, acer cobaltós, acer cromí, alnico, etc….
El magnet del altaveu està recobert amb un material magnètic dolç com el ferro dolç per minimitzar l'efecte del camp magnètic estrany.
Els altaveus multimèdia estan blindats magnèticament per reduir la interferència magnètica causada a TV (televisors) i CRTs (tubes de raig catòdic).

Font: Electrical4u

Declaració: Respecteu l'original, bons articles valen la pena compartir, si hi ha infracció contacteu per eliminar.

Dona una propina i anima l'autor

Temes:

Electrònica bàsica

Reluctància magnètica

Sobre experts

Electrical4u

China

Recomanat

Més

Desequilibri de tensió: Falla a terra, línia oberta o ressonància?

El terraament d'una fase, la ruptura de línia (fase oberta) i la ressonància poden provocar tots desequilibris de tensió trifàsica. És essencial distingir correctament entre ells per a una resolució ràpida dels problemes.Terraament d'Una FaseAmb tot, el terraament d'una fase provoca un desequilibri de tensió trifàsica, però la magnitud de la tensió entre línies roman inalterada. Es pot classificar en dos tipus: terraament metàl·lic i terraament no metàl·lic. En el terraament metàl·lic, la tensió

Echo

11/08/2025

Electroímans vs imans permanents | S'expliquen les diferències clau

Electroímans vs. Imanents: Entenent les Diferències ClauEls electroímans i els imanents són els dos tipus principals de materials que presenten propietats magnètiques. Tot i que tots dos generen camps magnètics, difereixen fonamentalment en com es produeixen aquests camps.Un electroíman genera un camp magnètic només quan una corrent elèctrica flueix a través seu. En canvi, un imanent produeix inherentment el seu propi camp magnètic persistent després d'haver estat magnetitzat, sense necessitar c

Edwiin

08/26/2025

Tensió de treball explicada: Definició importància i impacte en la transmissió d'energia

Voltatge de treballEl terme "voltatge de treball" es refereix al voltatge màxim que un dispositiu pot suportar sense patir danys o quedar-se ences. Això assegura la fiabilitat, seguretat i funcionament adequat tant del dispositiu com dels circuits associats.Per a la transmissió d'energia a llarga distància, l'ús de voltatges alts és avantatjós. En els sistemes de corrent alternada, mantenir un factor de potència de càrrega tan proper a la unitat com sigui possible també és econòmicament necessar

Encyclopedia

07/26/2025

Què és un Circuit AC purament resistiu?

Circuit AC purament resistiuUn circuit que conté només una resistència pura R (en ohms) en un sistema AC es defineix com un Circuit AC purament resistiu, sense inductància ni capacitància. La corrent i la tensió alternades en aquest circuit oscil·len bidireccionalment, generant una ona sinusoidal. En aquesta configuració, la potència s'esvaeix per la resistència, amb la tensió i la corrent en fase perfecta —ambdós assolint els seus valors màxims simultàniament. Com a component passiu, la resistè

Edwiin

06/02/2025

Permeància	Reluctància
La permeància és una mesura de la facilitat amb què es pot establir el flux magnètic en el circuit magnètic.	La reluctància s'oposa a la producció del flux magnètic en un circuit magnètic.
Es denota amb P.	Es denota amb S.
$Permeance = \frac{flux}{m.m.f}$	$Reluctance = \frac{m.m.f}{flux}$
La seva unitat és Wb/AT o Henry.	La seva unitat és AT/Wb o 1/Henry o H-1.
És anàloga a la conductància en un circuit elèctric.	És anàloga a la resistència en un circuit elèctric.