Magnetisk motstand: Hva er det?

Electrical4u

Felt: Grunnleggende elektrisitet

China

Hva er Reluktans?

Magnetisk reluktans (også kjent som reluktans, magnetisk motstand eller en magnetisk isolator) defineres som motstanden som et magnetisk krets gir for produksjonen av magnetisk fluks. Det er egenskapen til materialet som motarbeider opprettelsen av magnetisk fluks i en magnetisk krets.

Reluctance of Transformer Core.png — Reluktans i transformatorjernkjerne

I en elektrisk krets motarbeider motstand strømmens flyt i kretsen og den dissiperer elektrisk energi. Magnetisk reluktans i en magnetisk krets er analog med motstand i en elektrisk krets, da den motarbeider produksjonen av magnetisk fluks i en magnetisk krets, men den gir ikke opphav til dissipasjon av energi, snarere lagrer den magnetisk energi.

Reluktans er proporsjonal med lengden av den magnetiske kretsen og omvendt proporsjonal med tverrsnittsarealet av den magnetiske banen. Det er en skalar størrelse og betegnes med S. Merk at en skalar størrelse er en som fullstendig beskrives av en verdi (eller numerisk verdi) bare. Ingen retning er nødvendig for å definere skalar størrelse.

Reluctance of Magnetic Bar.png — Reluktans i magnetstang

Matematisk kan det uttrykkes som

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

der l = lengden av den magnetiske banen i meter

$\mu_0$ = permeabilitet til fri rom (vakuum) = $4 \pi * 10^-^7$ Henry/meter

$\mu_r$ = relativ permeabilitet til et magnetisk materiale

$A$ = tversnittsareal i kvadratmeter ( $m^2$ )

I både AC og DC magnetfelt, er motstand (reluctance) forholdet mellom magnetisk motstandskraft (m.m.f) og magnetisk fluks i et magnetisk kretssystem. I et pulserende AC eller DC felt, er også motstanden pulsene.

Det kan derfor uttrykkes som

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

Motstand i en serie magnettisk krets

Som i en serie elektrisk krets, er den totale motstanden lik summen av de individuelle motstandene,

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

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

På samme måte er den totale magnetiske motstand i en serie av magnetiske kretser lik summen av de individuelle magnetiske motstandene man møter langs den lukkede flukspaten.

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

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

Hva er permeabilitet?

Permeabilitet eller magnetisk permeabilitet defineres som evnen til et materiale til å la magnetiske kraftlinjer passere gjennom det. Det bidrar til utviklingen av magnetfeltet i en magnetisk krets.

SI-enheten for permeabilitet er Henry per meter (H/m).

Matematisk sett, $\mu = \mu_0 \mu_r$ H/m

Hvor, $\mu_0$ = permeabilitet i fritt rom (vakuum) = $4 \pi * 10^-^7$ Henry/meter

$\mu_r$ = relativ permeabilitet for et magnetisk materiale

Det er forholdet mellom magnetisk fluks tetthet (B) til magnetiserende kraft (H).

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

Relativ permeabilitet

Relativ permeabilitet defineres som graden av hvilken grad materiale er en bedre leder for magnetisk fluks sammenlignet med fritt rom.

Den betegnes ved $\mu_r$ .

Hva er Reluctivity?

Reluctivity eller en spesifikk motstand defineres som motstanden tilbydd av et magnetisk krets med enhetslengde og enhetssnittareal.

Vi vet at motstanden $S = \frac {l} {\mu_0 \mu_r A}$

Når l = 1 m og A = 1 m2 da har vi

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

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

Dens enhet er meter/Henry.

Det er analogt med resistivitet (spesifikk motstand) i en elektrisk krets.

Permeabilitet mot Reluktans

Permeabilitet er definert som den inverse verdien av reluktans. Den betegnes med P.

$Permeabilitet (P) = \frac {1} {Reluktans(S)}$

Permeabilitet	Reluktanse
Permeabilitet er et mål for hvor lett magnetisk flukt kan opprettes i en magnetisk krets.	Reluktanse motvirker produksjonen av magnetisk flukt i en magnetisk krets.
Det symboliseres med P.	Det symboliseres med S.
$Permeance = \frac{flux}{m.m.f}$	$Reluctance = \frac{m.m.f}{flux}$
Dens enhet er Wb/AT eller Henry.	Dens enhet er AT/Wb eller 1/Henry eller H-1.
Det er analogt til ledningskapasitet i en elektrisk krets.	Det er analogt til motstand i en elektrisk krets.

Reluctance enheter

Enhheten for reluctanse er ampere-svingninger per Weber (AT/Wb) eller 1/Henry eller H-1.

Magnetisk reluctanse dimensjon

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

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

Reluctanse formel

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

Hvor, $\mu = \mu_0 \mu_r$ (I et elektrisk krets $\epsilon = \epsilon_0 \epsilon_r$ )

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

Hvor, $\mu$ = permeabilitet for det magnetiske materialet

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

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

Ved å sammenligne ligning (1) og (2), får vi

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

Ved omorganisering av leddene, får vi

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

Men $\frac {\phi}{A} = B$ og $\frac {NI}{l} = H$

ved å sette dette inn i ligning (3) får vi,

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

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

Magneto Motive Force (M.M.F)

M.M.F er definert som kraften som tendenser til å etablere flux gjennom en magnetisk sirkuit.

Den er lik produktet av strømmen som går gjennom spolen og antallet vikter i spolen.

Derfor, $m.m.f = NI$

Enheten er amper-vikt (AT).

Dermed, $AT = NI$

Arbeidet utført ved å transportere en enhetlig magnetisk pol (1 Wb) gjennom hele den magnetiske sirkuiten kalles for en magnetomotorisk kraft (m.m.f).

Det er analogt med den elektriske spenningen (e.m.f) i et elektrisk kretssystem.

Anvendelser av Reluktans

Noen av anvendelsene av reluktans inkluderer:

I en transformator brukes reluktans hovedsakelig for å redusere effekten av magnetisk saturasjon. De konstante luftgapper i en transformator øker kretsens reluktans og lagrer dermed mer magnetisk energi før saturasjon.
Reluktansmotor brukes for mange konstante hastighetsanvendelser som elektriske urtimer, signaliseringsenheter, opptaksinstrumenter osv., som fungerer basert på prinsippet om variabel reluktans.
Ett av de viktigste egenskapene ved magnetisk hard materialer er at det har en sterk magnetisk reluktans som brukes til å lage permanente magneter. Eksempel: Wolframstål, kobberstål, kromstål, alnico, etc….
Høyttalermagneten er dekket med et mykt magnetisk materiale som mykt jern for å minimere effekten av strømmende magnetfelt.
Multimedia-høyttalere er magnetisk skjult for å redusere magnetisk støy som kan forårsakes til TV (televisjon) og CRT (Kathodstrålerør).