Manyetik Direnç: Nedir?

Electrical4u

Alan: Temel Elektrik

China

Nedir Reluctance?

Manyetik direnç (ayrıca reluctans, manyetik direnç veya manyetik yalıtım olarak da bilinir) bir manyetik devrede manyetik akı üretme karşı koymasını tanımlar. Bu, malzemenin bir manyetik devrede manyetik akının yaratılmasına karşı olan özelliğidir.

Reluctance of Transformer Core.png — Dönüşüm Cihazı Çekirdeği Reluctansi

Bir elektrik devresinde, direnç devredeki akım akışına karşı çıkar ve elektrik enerjisini dağıtır. Bir manyetik devredeki manyetik direnç, bir elektrik devresindeki dirençle benzerdir çünkü manyetik devrede manyetik akının yaratılmasına karşı çıkar ancak enerjinin dağılmasına neden olmaz, aksine manyetik enerjiyi depolar.

Reluctans, manyetik devrenin uzunluğuna doğru orantılıdır ve manyetik yolun kesit alanına ters orantılıdır. Skaler bir büyüklüktür ve S ile gösterilir. Not: Skaler bir büyüklük sadece büyüklüğü (veya sayısal değeri) ile tamamen tanımlanır. Skaler büyüklüğün tanımlanması için yön gerekli değildir.

Reluctance of Magnetic Bar.png — Manyetik Çubuk Reluctansi

Matematiksel olarak şu şekilde ifade edilebilir

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

burada, l = manyetik yolu metre cinsinden uzunluk

$\mu_0$ = boşluğun manyetik geçirgenliği (vakum) = $4 \pi * 10^-^7$ Henry/metre

$\mu_r$ = bir manyetik malzemenin göreceli manyetik geçirgenliği

$A$ = kesit alanı metre kare cinsinden ( $m^2$ )

AC ve DC manyetik alanlarında, direnç, manyetik devrede manyetomotor kuvvetin (m.m.f) manyetik akıma oranı olarak ifade edilir. Pulsan AC veya DC alanında, direnç de pulsandır.

Bu nedenle, şu şekilde ifade edilebilir:

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

Seri Manyetik Devrede Direnç

Seri elektrik devresinde olduğu gibi, toplam direnç, bireysel dirençlerin toplamına eşittir,

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

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

Benzer şekilde, bir manyetik devre serisinde toplam direnç, kapalı akış yolunda karşılaşılan bireysel dirençlerin toplamına eşittir.

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

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

Nişaneleşebilirlik Nedir?

Nişaneleşebilirlik veya manyetik nişaneleşebilirlik, bir malzemenin manyetik kuvvet çizgilerinin içinden geçmesine izin verme yeteneği olarak tanımlanır. Bu, manyetik devrede manyetik alan gelişimine yardımcı olur.

Nişaneleşebilirliğin SI birimi Henry/metre (H/m) dir.

Matematiksel olarak, $\mu = \mu_0 \mu_r$ H/m

Burada, $\mu_0$ = boşluğun manyetik geçirgenliği (vakum) = $4 \pi * 10^-^7$ Henry/metre

$\mu_r$ = bir manyetik malzemenin göreceli manyetik geçirgenliği

Bu, manyetik akı yoğunluğu (B) ile manyetize edici kuvvet (H) arasındaki oranıdır.

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

Göreceli Manyetik Geçirgenlik

Göreceli Manyetik Geçirgenlik, malzemenin boşluğa göre ne kadar iyi bir manyetik akı iletkeni olduğunu belirler.

Bu, $\mu_r$ sembolüyle gösterilir.

Reluctivity nedir?

Reluctivity veya belirli bir reluctivity, birim uzunluk ve birim kesit alanına sahip bir manyetik devre tarafından sunulan reluctivity olarak tanımlanır.

Biliyoruz ki reluctivity $S = \frac {l} {\mu_0 \mu_r A}$

l = 1 m ve A = 1 m2 olduğunda, elde ederiz

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

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

Birim Henry/metre'dir.

Bu, elektrik devresindeki rezistiviteye (belirli bir direnç) benzerdir.

Permeans ve Reluctance

Permeans reluctancenin tersi olarak tanımlanır. P ile gösterilir.

$Permeance (P) = \frac {1} {Reluctance(S)}$

Magnezite	Magnezit Dışı Kuvvet
Magnezite, manyetik devrede akıların oluşturulmasının kolaylığını ölçen bir parametredir.	Magnezit dışı kuvvet, manyetik devrede manyetik akının oluşmasına karşı çalışır.
P ile gösterilir.	S ile gösterilir.
$Permeance = \frac{flux}{m.m.f}$	$Reluctance = \frac{m.m.f}{flux}$
Birimleri Wb/AT veya Henry'dir.	Birimleri AT/Wb veya 1/Henry veya H-1dir.
Elektrik devresindeki iletkenliğe benzerdir.	Elektrik devresindeki dirençe benzerdir.

Reluctance Units

Ritansızlık birimi amper turu per Weber (AT/Wb) veya 1/Henry veya H-1.

Magnetik Ritansızlık Boyutu

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

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

Ritansızlık Formülü

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

Burada, $\mu = \mu_0 \mu_r$ (Bir elektrik devresinde $\epsilon = \epsilon_0 \epsilon_r$ )

Bu nedenle, $S = \frac {l}{\mu A}$

Burada, $\mu$ manyetik malzemenin geçirgenliği

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

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

Denklem (1) ve (2) karşılaştırıldığında elde ederiz

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

Terimleri yeniden düzenleyerek elde ederiz

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

Ama $\frac {\phi}{A} = B$ ve $\frac {NI}{l} = H$

bu değerleri denklem (3)’e yerleştirirsek,

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

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

Magneto Motive Force (M.M.F)

M.M.F, bir manyetik devrede akımı sağlama eğiliminde olan kuvvettir.

Bu, bobinin içinden geçen akım ile bobinin sarım sayısının çarpımına eşittir.

Dolayısıyla, $m.m.f = NI$

Birimleri amper-sarım (AT) şeklindedir.

Yani, $AT = NI$

Bir manyetik devrenin tümü boyunca 1 weber (Wb) birim manyetik kutup taşıma çalışması, manyetomotif kuvvet (m.m.f) olarak adlandırılır.

Bu, bir elektrik devresindeki elektromotiv kuvvet (e.m.f) ile benzerdir.

Reluctance Uygulamaları

Reluctance'ın bazı uygulamaları şunlardır:

Dönüşüm cihazında, reluctance genellikle dönüşüm cihazı için magnetik doygunluk etkisini azaltmak için kullanılır. Dönüşüm cihazındaki sabit hava boşlukları, devrenin reluctances'ını artırır ve bu nedenle doygunluğa ulaşmadan önce daha fazla magnetik enerji saklanır.
Değişken reluctance ilkesi üzerine çalışan elektrikli saat zamanlayıcı, sinyal cihazları, kaydedici aletler gibi birçok sabit hız uygulaması için reluctans motoru kullanılır.
Magnetik olarak sert malzemelerin ana özelliklerinden biri, kalıcı mıknatıslar oluşturmak için kullanılan güçlü bir magnetic reluctance sahip olmasıdır. Örnek: Tungsten çeliği, kobalt çeliği, krom çeliği, alnico, vb….
Hoparlör mıknatısı, saplı manyetik alan etkisini minimize etmek için yumuşak demir gibi yumuşak manyetik bir malzeme ile kaplanır.
Multimedya hoparlörleri, TV (televizyonlar) ve CRT'ler (Kathod Ray Tube) üzerindeki manyetik interferansı azaltmak için manyetik olarak ekranlanmıştır.