Magnetna nevednost: Kaj je to?

Electrical4u

Polje: Osnovna elektrotehnika

China

Kaj je magnetna upornost?

Magnetna upornost (znana tudi kot upornost, magnetni upor ali magnetni izolator) je opredeljena kot nasprotovanje, ki ga predstavlja magnetno vezje nastajanju magnetnega pretoka. Gre za lastnost materiala, ki se upira nastajanju magnetnega pretoka v magnetnem vezju.

Reluctance of Transformer Core.png — Upornost jedra transformatorja

V električnem vezju upornost ovira tok toka skozi vezje in razpršuje električno energijo. Magnetna upornost v magnetnem vezju je analogna upornosti v električnem vezju, saj ovira nastajanje magnetnega pretoka v magnetnem vezju, vendar ne povzroča razprševanja energije, temveč shrani magnetno energijo.

Upornost je neposredno sorazmerna z dolžino magnetnega vezja in obratno sorazmerna s ploščino preseka magnetne poti. Je skalarna količina in je označena z S. Opozorilo: skalar je količina, ki jo popolnoma opisuje velikost (ali številčna vrednost). Za definicijo skalarne količine ni potrebna smer.

Reluctance of Magnetic Bar.png — Upornost magnetnega palica

Matematično jo lahko izrazimo kot

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

kjer je l dolžina magnetnega potovanja v metrih

$\mu_0$ = magnetna prozračnost prostora (vakuuma) = $4 \pi * 10^-^7$ Henry/meter

$\mu_r$ = relativna magnetna prozračnost magnetnega materiala

$A$ = prečni prerez v kvadratnih metrih ( $m^2$ )

V N kot tudi v P magnetno polju je zadržljivost razmerje med magnetomotorično silo (m.m.f) in magnetnim tokom v magnetnem vezju. V puščajočem se N ali P polju je zadržljivost tudi puščajoča.

Torej jo lahko izrazimo kot

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

Zadržljivost v zaporednem magnetnem vezju

Kot v zaporednem električnem vezju je skupni upor enak vsoti posameznih uporov,

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

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

Podobno velja tudi za serijo magnetnih vezij, kjer je skupna magnetna upornost enaka vsoti posameznih magnetnih upornosti v zaprti poti magnetnega toka.

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

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

Kaj je prožnost?

Prožnost ali magnetna prožnost je definirana kot sposobnost materiala, da dopušča, da se skozi njega prosto gibljejo magnetne silnice. To omogoča razvoj magnetnega polja v magnetni veziji.

Enota prožnosti v SI sistem je henri na meter (H/m).

Matematično, $\mu = \mu_0 \mu_r$ H/m

Kjer je, $\mu_0$ = magnetna vodljivost prostora (vakuuma) = $4 \pi * 10^-^7$ Henry/meter

$\mu_r$ = relativna magnetna vodljivost magnetnega materiala

To je razmerje med gostoto magnetnega toka (B) in magnetizirajočo silo (H).

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

Relativna magnetna vodljivost

Relativna magnetna vodljivost je določena kot stopnja, do katere je material boljši vodilnik magnetnega toka v primerjavi s prostorskim vakuom.

Označuje se z $\mu_r$ .

Kaj je Reluctivity?

Reluctivity ali specifična reluctivnost je definirana kot reluctivnost, ki jo ponuja magnetni krog enotske dolžine in enotskega preseka.

Vemo, da je reluctivnost $S = \frac {l} {\mu_0 \mu_r A}$

Ko je l = 1 m in A = 1 m2, potem imamo

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

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

Njegova enota je meter/Henry.

Je analogna specifični upornosti (resistivnosti) v električnem krogu.

Permeancija vs Vzdržljivost

Permeancija je definirana kot recipročna vrednost vzdržljivosti. Označuje se s P.

$Permeancija (P) = \frac {1} {Vzdržljivost(S)}$

Permeabilnost	Oporost
Permeabilnost je mera, kako enostavno se lahko vzpostavi magnetni tok v magnetnem krogu.	Oporost nasprotuje nastanku magnetnega toka v magnetnem krogu.
Označena je z P.	Označena je z S.
$Permeance = \frac{flux}{m.m.f}$	$Reluctance = \frac{m.m.f}{flux}$
Njena enota je Wb/AT ali Henry.	Njena enota je AT/Wb ali 1/Henry ali H-1.
Je analogna prevodnosti v električnem krogu.	Je analogna upornosti v električnem krogu.

Enotni jedinice za neželjivost

Jedinica za neželjivost je amperski obrati na Weber (AT/Wb) ali 1/Henry ali H-1.

Dimenzija magnetne neželjivosti

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

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

Formula neželjivosti

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

Kjer je, $\mu = \mu_0 \mu_r$ (V električnem krogu $\epsilon = \epsilon_0 \epsilon_r$ )

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

Kjer je, $\mu$ = magnetna vodljivost magnetskega materiala

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

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

Pri primerjavi enačbe (1) in (2) dobimo

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

Preureditev členov nam da

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

Vendar $\frac {\phi}{A} = B$ in $\frac {NI}{l} = H$

to vstavimo v enačbo (3) in dobimo,

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

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

Magnetska motivna sila (M.M.F)

M.M.F je definirana kot sila, ki skuša vzpostaviti tok skozi magnetni obvod.

Enaka je produktu toka, ki teče skozi čev, in števila zavojnic v čevi.

Torej, $m.m.f = NI$

Njen enota je amper-zavojnice (AT).

Torej, $AT = NI$

Delo, opravljeno pri prenosa enega magnetskega pola (1 Wb) skozi celoten magnetski obvod, se imenuje magnetska motivna sila (m.m.f).

To je analogno električnemu naporu (e.m.f) v električnem krogu.

Uporaba magnetne upornosti

Nekatere uporabe magnetne upornosti vključujejo:

V transformatorju se uporablja predvsem za zmanjšanje učinka magnetečne nasititve. Konstantni zračni presledki v transformatorju povečajo magnetno upornost kruga in tako shranjujejo več magnetečne energije pred nasititvijo.
Motor s magnetno upornostjo se uporablja za mnoge aplikacije z stalno hitrostjo, kot so električni urniki časovnik, signalizacijske naprave, snemalne pripomočke itd., ki delujejo na principu spremenljive magnetne upornosti.
Edna od glavnih značilnosti trdih magnetnih materialov je, da imajo močno magnetno upornost, ki se uporablja za ustvarjanje trajnih magnetov. Primer: volframska jekla, kobaltova jekla, kromsko jeklo, alnico itd….
Magnet zvoka je pokrit z mehkimi magnetnimi materiali, kot je mehko železo, da se zmanjša učinek stranskog magnetnega polja.
Multimedijalni zvočniki so magneto ščitani, da se zmanjša magneto motnja, ki jo povzročajo televizorji (TV) in katodne lučne cevi (CRT).