מגנטורלוקטנס: מה זה?

Electrical4u

שדה: אלקטרוניקה בסיסית

China

מהו התנגדות מגנטית

התנגדות מגנטית (הידועה גם כתנגדות מגנטית, התנגדות מגנטית או מבודד מגנטי) מוגדרת כהתנגדות המוצגת על ידי מעגל מגנטי ליצירת פלוקס מגנטי. זו היא תכונה של החומר שמתנגדת ליצירת פלוקס מגנטי במעגל מגנטי.

Reluctance of Transformer Core.png — התנגדות מגנטית של ליבת טרנספורמציה

במעגל חשמלי, ההתנגדות מתנגדת להזרמת זרם במעגל ומפזרת אנרגיה חשמלית. ההתנגדות המגנטית במעגל מגנטי דומה להתנגדות במעגל חשמלי מכיוון שהיא מתנגדת ליצירת פלוקס מגנטי במעגל מגנטי אך לא גורמת לפיזור אנרגיה אלא היא מחזיקה אנרגיה מגנטית.

התנגדות מגנטית היא ישירה עם אורך המעגל המגנטי והופכית עם שטח החתך של מסלול המגנטי. זהו גודל סקלרי ומסומן בס. שים לב כי גודל סקלרי הוא זה שנערכם באופן מלא על ידי ערך מספרי בלבד. אין צורך בכוון כדי להגדיר גודל סקלרי.

Reluctance of Magnetic Bar.png — התנגדות מגנטית של סרגל מגנטי

מתמטית ניתן לבטא זאת כך

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

כאשר, l = אורך מסלול המגנטי במטרים

$\mu_0$ = חדירות מגנטית של חלל חופשי (vakuum) = $4 \pi * 10^-^7$ הנרי למטר

$\mu_r$ = חדירות מגנטית יחסית של חומר מגנטי

$A$ = שטח חתך במ"ר ( $m^2$ )

בAC כמו גם ב-DC, ההתנגדות המגנטית היא היחס בין כוח המשיכה המגנטי (m.m.f) לזרם המגנטי בתכנית מגנטית. בשדה AC או DC מתנודד, ההתנגדות המגנטית גם היא מתנודדת.

לכן ניתן לבטא זאת כך:

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

התנגדות מגנטית במעגל מגנטי סדרתי

כמו במעגל חשמלי סדרתי, ההתנגדות הכוללת שווה לסכום ההתנגדויות האינדיבידואליות,

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

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

באופן דומה, במעגל מגנטי סדרתי, הסכום של המגנטו-התנגדות השווה לסכום של המגנטו-התנגדויות האינדיבידואליות שנפגשות לאורך מסלול הפלוקס הסגור.

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

כאשר, $S = \frac {l}{\mu_0 \mu_r A}$

מהי חדירות?

חדירות או חדירות מגנטית מוגדרת כיכולת החומר לאפשר לאלמנטים המגנטיים לעבור דרכו. היא עוזרת לפיתוח של שדה מגנטי במעגל מגנטי.

יחידת המידה הבינלאומית של חדירות היא הנרי למטר (H/m).

מתמטית, $\mu = \mu_0 \mu_r$ H/m

כאשר, $\mu_0$ = נפיצה של חלל חופשי (vakuum) = $4 \pi * 10^-^7$ הנרי/מטר

$\mu_r$ = נפיצה יחסית של חומר מגנטי

זו היא היחס בין צפיפות שדה מגנטי (B) לכוח מגנטי (H).

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

נפיצה יחסית

נפיצה יחסית מוגדרת כהיקף בו החומר הוא מוליך טוב יותר לשדה מגנטי בהשוואה לחלל חופשי.

זה מסומן ב- $\mu_r$ .

מהי רלוקטיביות?

רלוקטיביות או רלוקטנס ספציפי מוגדרים כרלוקטנס המסופק על ידי מעגל מגנטי באורך יחידה ומשטח חתך של יחידה.

אנו יודעים שהרלוקטנס $S = \frac {l} {\mu_0 \mu_r A}$

כאשר l = 1 מטר ו-A = 1 מ"ר, אז יש לנו

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

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

יחידותיו הן מטר/הנרי.

זה אנלוגי לרזיסטיביות (רזיסטנס ספציפי) במעגל חשמלי.

תולשת לעומת התנגדות מגנטית

תולשת מוגדרת כהופכי של ההתנגדות המגנטית. היא מסומנת ב-P.

$תולשת (P) = \frac {1} {התנגדות מגנטית (S)}$

תפיחות מגנטית	התנגדות מגנטית
תפיחות מגנטית היא מדד לקלילות בה ניתן להגדיר זרם מגנטי במעגל המגנטי.	התנגדות מגנטית מתנגדת לייצור זרם מגנטי במעגל מגנטי.
היא מסומנת על ידי P.	היא מסומנת על ידי S.
$Permeance = \frac{flux}{m.m.f}$	$Reluctance = \frac{m.m.f}{flux}$
יחידת המידה שלה היא Wb/AT או הנרי.	יחידת המידה שלה היא AT/Wb או 1/הנרי או H-1.
זה מקביל לתפיחות חשמלית במעגל חשמלי.	זה מקביל להתנגדות במעגל חשמלי.

יחידות התנגדות מגנטית

יחידה של התנגדות מגנטית היא אמפר-סיבובים לוובר (AT/Wb) או 1/הנרי או H-1.

ממד התנגדות מגנטית

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

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

נוסחת ההתנגדות המגנטית

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

כאשר, $\mu = \mu_0 \mu_r$ (במעגל חשמלי $\epsilon = \epsilon_0 \epsilon_r$ )

לכן, $S = \frac {l}{\mu A}$

כאשר, $\mu$ = ניקוביות של החומר המגנטי

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

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

בשוואה בין משוואה (1) למשוואה (2), מקבלים

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

לאחר סידור האיברים, מקבלים

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

אבל $\frac {\phi}{A} = B$ ו- $\frac {NI}{l} = H$

הצבת זה במשוואה (3) נותנת,

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

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

כוח מגנטי מוטיבי (מ.מ.פ)

מ.מ.פ הוא הכוח שמשתדל להקים את השטף דרך מעגל מגנטי.

הוא שווה למכפלת המתח הזורם דרך הסליל במספר הסיבובים של הסליל.

לכן, $m.m.f = NI$

יחידותיו הן אמפר-סיבובים (AT).

לכן, $AT = NI$

העבודה שנעשית במעבר של קטבים מגנטיים יחיד (1 Wb) דרך כל המעגל המגנטי נקרא כוח מגנטי מוטיבי (מ.מ.פ).

זה אנלוגי לכוח חשמלי עצמי (e.m.f) במעגל חשמלי.

יישומי התנגדות מגנטית

חלק מהיישומים של התנגדות מגנטית כוללים:

ב-トランスフォーマー, ההתנגדות המגנטית משמשת בעיקר כדי להפחית את השפעת השחיזור המגנטי. הפערים האוויריים הקבועים בטרנספורמר מגדילים את ההתנגדות המגנטית של המעגל ולכן מאחסנים יותר אנרגיה מגנטית לפני השחיזור.
מנוע התנגדות משמש ליישומים רבים במהירות קבועה כגון שעון חשמלי טיימר, מכשירי אות, מכשירי הקלטה ועוד, המעבדים על עקרון ההתנגדות המשתנה.
אחת מאפייניו העיקריים של חומרים מגנטיים קשיחים היא שיש להם התנגדות מגנטית חזקה המשמשת ליצור מגנטים קבועים. דוגמה: פלדה טונגסטן, פלדה כרום, אלניקו, ועוד....
המגנט של הדובר מכוסה בחומר מגנטי רך כמו ברזל רך כדי להפחית את השפעת השדה המגנטי החיצוני.
מكبرי קול רב תכליתיים מגינים מגנטית כדי להפחית את הפרעות המגנטיות המורגשות לטלוויזיות (TV) וצינורות קרן קתודית (CRT).