자기저항: 무엇인가?

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무엇이 자장저항인가?

자장저항(또는 자력저항, 자기 저항 또는 자기 절연체로도 알려져 있음)은 자기 회로에서 자속의 생성을 방해하는 것을 정의합니다. 이는 자기 회로에서 자속의 생성을 방해하는 재료의 특성입니다.

Reluctance of Transformer Core.png — 트랜스포머 코어의 자장저항

전기 회로에서 저항은 회로에서 전류의 흐름을 방해하고 전기 에너지를 소모합니다. 자기 회로에서의 자장저항은 전기 회로의 저항과 유사하게 자기 회로에서 자기 유속의 생성을 방해하지만 에너지의 소모를 일으키지 않고 오히려 자기 에너지를 저장합니다.자기 에너지 저장.

자장저항은 자기 회로의 길이에 비례하고 자기 경로의 단면적에 반비례합니다. 이것은 스칼라량이며 S로 표시됩니다. 스칼라량은 크기(또는 숫자 값)만으로 완전히 설명되는 양이며, 방향은 필요하지 않습니다.

Reluctance of Magnetic Bar.png — 자석 바의 자장저항

수학적으로 다음과 같이 표현할 수 있습니다

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

여기서, l = 자기 경로의 길이 (미터)

$\mu_0$ = 진공의 투자율 = 투자율 = $4 \pi * 10^-^7$ 헨리/미터

$\mu_r$ = 자기 물질의 상대 투자율

$A$ = 단면적 (제곱 미터, $m^2$ )

교류 및 직류 자기장에서 자력저항은 자기회로의 자기유속에 대한 자기동력(m.m.f)의 비율입니다. 맥동하는 교류 또는 직류 필드에서는 자력저항도 맥동합니다.

따라서 다음과 같이 표현할 수 있습니다

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

직렬 자기 회로에서의 자력저항

직렬 전기 회로와 마찬가지로 총 저항은 개별 저항들의 합과 같습니다

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

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

마찬가지로, 일련의 자기 회로에서 총 자기 저항은 폐쇄된 플럭스 경로를 따라 만나는 개별 자기 저항들의 합과 같습니다.

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

여기서, $S = \frac {l}{\mu_0 \mu_r A}$

투자율이란?

투자율 또는 자기 투자율은 재료가 자기력선을 통과하도록 허용하는 능력을 정의합니다. 이는 자기 회로에서 자기장의 발전을 도와줍니다.

투자율의 SI 단위는 헨리/미터(H/m)입니다.

수학적으로, $\mu = \mu_0 \mu_r$ H/m

여기서, $\mu_0$ = 진공의 투자율 = $4 \pi * 10^-^7$ 헨리/미터

$\mu_r$ = 자성체의 상대적 투자율

이는 자기 유속 밀도(B)와 자기화력(H)의 비율입니다.

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

상대 투자율

상대 투자율은 자성체가 자유 공간보다 얼마나 더 나은 자기 유속의 도체인지를 나타내는 정도를 정의합니다.

이것은 $\mu_r$ 로 표시됩니다.

Reluctivity가 무엇인가요?

Reluctivity 또는 특정 reluctivity는 단위 길이와 단위 단면적을 가진 자기 회로에서 제공되는 reluctivity로 정의됩니다.

우리는 reluctivity를 다음과 같이 알고 있습니다 $S = \frac {l} {\mu_0 \mu_r A}$

l = 1m이고 A = 1 m2일 때, 우리는 다음을 얻습니다

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

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

단위는 미터/헨리입니다.

이는 전기 회로에서 비저항(특정 저항)과 유사합니다.

투자율 대비 자속저항

투자율은 자속저항의 역수로 정의되며 P로 표시됩니다.

$투자율 (P) = \frac {1} {자속저항(S)}$

자기저항 단위

자기저항의 단위는 암페어-턴/베버 (AT/Wb) 또는 1/헨리 또는 H-1입니다.

자기저항의 차원

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

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

자기저항 공식

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

여기서, $\mu = \mu_0 \mu_r$ (전기 회로에서 $\epsilon = \epsilon_0 \epsilon_r$ )

따라서, $S = \frac {l}{\mu A}$

여기서, $\mu$ = 자기 물질의 투자율

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

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

식 (1)과 (2)를 비교하면

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

항을 재배치하면 다음과 같이 얻을 수 있습니다

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

그러나 $\frac {\phi}{A} = B$ 이고 $\frac {NI}{l} = H$

이를 식 (3)에 대입하면 다음과 같습니다

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

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

자기동력(M.M.F)

M.M.F는 자기 회로를 통해 플럭스를 생성하는 힘으로 정의됩니다.

이는 코일을 통과하는 전류와 코일의 회전수의 곱과 같습니다.

따라서 $m.m.f = NI$

단위는 암페어-턴(AT)입니다.

따라서 $AT = NI$

자기 회로 전체를 통과시키는 단위 자기극(1 Wb)에 대한 작업은 자기동력(m.m.f)이라고 합니다.

이는 전기 회로에서의 전동력(e.m.f)과 유사합니다.

자기저항의 응용

자기저항의 몇 가지 응용 사례는 다음과 같습니다:

트랜스포머에서는 자기저항이 주로자기 포화의 영향을 줄이는데 사용됩니다. 트랜스포머 내의 일정한공기 간격은 회로의 자기저항을 증가시키고 따라서 포화되기 전에 더 많은자기 에너지를 저장합니다.
변속기 모터는 전기 시계타이머, 신호 장치, 기록 장치 등과 같은 일정 속도의 응용 분야에서 사용되며, 이는 가변 자기저항의 원리에 근거합니다.
강자성체 재료의 주요 특징 중 하나는 강한 자기저항을 가지고 있어 영구 자석을 만드는 데 사용된다는 것입니다. 예: 텅스텐 스틸, 코발트 스틸, 크롬 스틸, 알니코 등….
스피커 자석은 부산물 자기장의 효과를 최소화하기 위해 연철과 같은 연자성체 재료로 덮여 있습니다.
멀티미디어 스피커는 TV(텔레비전)와 CRT(캐소드 레이 튜브)에 의한 자기 간섭을 줄이기 위해 자기적으로 차폐됩니다.

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자기도는 자기 회로에서 자속이 설정되는 용이성을 측정하는 단위입니다.	자기저항은 자기 회로에서 자속의 생성을 방해합니다.
그것은 P로 표시됩니다.	그것은 S로 표시됩니다.
$Permeance = \frac{flux}{m.m.f}$	$Reluctance = \frac{m.m.f}{flux}$
그 단위는 Wb/AT 또는 헨리입니다.	그 단위는 AT/Wb 또는 1/헨리 또는 H-1입니다.
전기 회로에서의 전도도와 유사합니다.	전기 회로에서의 저항과 유사합니다.