Магнітна супротивність: що це?

Electrical4u

Поле: Основи електротехніки

China

Що таке релуктанція?

Магнітна релуктанція (також відома як релуктанція, магнітний опір або магнітний ізолятор) визначається як опір, що надається магнітним контуром при створенні магнітного потоку. Це властивість матеріалу, яка протистоять створенню магнітного потоку в магнітному контурі.

Reluctance of Transformer Core.png — Релуктанція сердечника трансформатора

У електричному контурі, опір протистоїть потоку струму у контурі і він дисипує електричну енергію. Магнітна релуктанція у магнітному контурі аналогічна опору в електричному контурі, оскільки вона протистоїть створенню магнітного потоку у магнітному контурі, але не спричиняє дисипації енергії, натомість вона зберігає магнітну енергію.

Релуктанція прямо пропорційна довжині магнітного контуру і обернено пропорційна площі поперечного перерізу магнітного шляху. Це скалярна величина, яку позначають S. Зверніть увагу, що скалярна величина — це така, яка повністю описується лише величиною (або числовим значенням). Для визначення скалярної величини не потрібен напрямок.

Reluctance of Magnetic Bar.png — Релуктанція магнітної стрижня

Математично це можна виразити як

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

де l = довжина магнітного шляху в метрах

$\mu_0$ = проникність вільного простору (вакууму) = $4 \pi * 10^-^7$ Генрі/метр

$\mu_r$ = відносна проникність магнітного матеріалу

$A$ = поперечний переріз у квадратних метрах ( $m^2$ )

У зміннихAC та постійнихDC магнітних полях релюктанс — це відношення магніторушійної сили (m.m.f) до магнітного потоку в магнітному колі. У пульсуючому змінному або постійному полі релюктанс також пульсує.

Отже, це можна виразити як

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

Релюктанс у послідовному магнітному колі

Як і в послідовному електричному колі, де загальний опір дорівнює сумі окремих опорів,

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

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

Також в ряді магнітних контурів загальна релуктанція дорівнює сумі окремих релуктанцій, зустрічених по замкненому шляху потоку.

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

Де, $S = \frac {l}{\mu_0 \mu_r A}$

Що таке проникність?

Проникність або магнітна проникність визначається як здатність матеріалу дозволяти магнітним лініям сили проходити через нього. Це допомагає у розвитку магнітного поля в магнітному контурі.

Одиниця SI для проникності — генрі на метр (Гн/м).

Математично, $\mu = \mu_0 \mu_r$ Гн/м

Де, $\mu_0$ = проникність вільного простору (вакуум) = $4 \pi * 10^-^7$ Генрі/метр

$\mu_r$ = відносна проникність магнітного матеріалу

Це співвідношення магнітної індукції (B) до намагнічуючої сили (H).

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

Відносна проникність

Відносна проникність визначається як ступінь, на який матеріал є кращим провідником магнітного потоку по відношенню до вільного простору.

Вона позначається $\mu_r$ .

Що таке релуктивність?

Релуктивність або специфічна релуктивність визначається як релуктивність, яку запропоновує магнітний контур довжиною одиниця і поперечним перерізом одиниця.

Ми знаємо, що релуктивність $S = \frac {l} {\mu_0 \mu_r A}$

Коли l = 1 м і A = 1 м2, тоді ми маємо

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

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

Її одиниця виміру — метр/Генрі.

Це аналогічно специфічному опору (резистивності) у електричних колах.

Проникність проти Опору

Проникність визначається як обернена величина опору. Вона позначається літерою P.

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

Пермітанція	Релуктанція
Пермітанція є мірою легкості, з якою можна створити магнітний потік у магнітному контурі.	Релуктанція протистоїть створенню магнітного потоку в магнітному контурі.
Позначається P.	Позначається S.
$Permeance = \frac{flux}{m.m.f}$	$Reluctance = \frac{m.m.f}{flux}$
Її одиниця виміру — Вб/АТ або Генрі.	Її одиниця виміру — АТ/Вб або 1/Генрі або Г-1.
Вона аналогічна провідності в електричному контурі.	Вона аналогічна опору в електричному контурі.

Одиниці релуктанції

Одиницею релуктанції є ампер-оберти на Вебер (А·об/Вб) або 1/Генрі або Г-1.

Розмірність магнітної релуктанції

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

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

Формула релуктанції

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

Де, $\mu = \mu_0 \mu_r$ (у електричному контурі $\epsilon = \epsilon_0 \epsilon_r$ )

Отже, $S = \frac {l}{\mu A}$

Де, $\mu$ — магнітна проникність матеріалу

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

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

Порівнюючи рівняння (1) і (2), отримуємо

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

Переставляючи члени, отримуємо

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

Але $\frac {\phi}{A} = B$ і $\frac {NI}{l} = H$

підставивши це в рівняння (3), отримуємо,

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

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

Магнітна сила (М.С.)

М.С. визначається як сила, що сприяє створенню магнітного потоку в магнітному контурі.

Вона дорівнює добутку струму, що проходить через котушку, та кількості звитків котушки.

Отже, $m.m.f = NI$

Її одиниця виміру — ампер-закрутки (АТ).

Таким чином, $AT = NI$

Робота, виконана при перенесенні одиничної магнітної полюси (1 Вб) через весь магнітний контур, називається магнітною силою (М.С.).

Це аналогічно електромотивній сили (ЕМС) в електричному контурі.

Застосування релуктанції

Деякі з застосувань релуктанції включають:

У трансформаторі, релуктанція використовується переважно для зменшення ефекту магнітного насичення. Постійні воздушні зазори у трансформаторі збільшують релуктанцію контуру, і таким чином зберігають більше магнітної енергії до настання насичення.
Релуктанційний двигун використовується для багатьох застосувань з постійною швидкістю, таких як електричний годинник таймер, сигнальні пристрої, записувальні прилади тощо, які працюють на принципі змінної релуктанції.
Однією з основних характеристик магнітно твердих матеріалів є сильна магнітна релуктанція, яка використовується для створення постійних магнітів. Наприклад: вольфрамова сталь, кобальтова сталь, хромова сталь, альніко тощо….
Магніт динаміка покривається м'яким магнітним матеріалом, таким як м'який залізняк, щоб мінімізувати вплив стороннього магнітного поля.
Мультимедійні гучномовці є магнітно захищені, щоб зменшити магнітну інтерференцію, яку вони можуть викликати телевізорам (ТВ) і катодним променевим трубкам (КПТ).

Джерело: Electrical4u

Заява: Поважайте оригінал, добри статті варті поширення, якщо є порушення авторських прав, будь ласка, зверніться для видалення.

Дайте гонорар та підтримайте автора

Теми:

Основи електротехніки

Магнітна супротивність

Про експертів

Electrical4u

China