كيف ترتبط الخسارة الأساسية وخسارة التذبذب؟
علاقة الخسارة الأساسية وخسارة التذبذب
تعتبر الخسارة الأساسية (Core Loss) وخسارة التذبذب (Hysteresis Loss) من أنواع الخسائر الشائعة في الأجهزة الكهرومغناطيسية. وهي مترابطة بشكل وثيق ولكنها تتميز بخصائص وميكانيكيات مختلفة. فيما يلي شرح مفصل لهذه الخسارتين والعلاقة بينهما:
الخسارة الأساسية
تعني الخسارة الأساسية الإجمالية للطاقة التي تحدث داخل مادة النواة بسبب عملية المغناطيسية في المجال المغناطيسي المتغير. تتكون الخسارة الأساسية بشكل أساسي من مكونين: خسارة التذبذب وخسارة التيار الدوامي.
خسارة التذبذب
تعني خسارة التذبذب خسارة الطاقة بسبب ظاهرة التذبذب في مادة النواة أثناء عملية المغناطيسية. التذبذب هو التأخير في الاستجابة للمجال المغناطيسي B بالنسبة لقوة المجال المغناطيسي H. يستهلك كل دورة من دورات المغناطيسية كمية معينة من الطاقة، والتي يتم تبديدها على شكل حرارة، مما يشكل خسارة التذبذب.
يمكن التعبير عن خسارة التذبذب بالصيغة التالية:
حيث:
Ph هي خسارة التذبذب (وحدة: واط، W)
Kh هي ثابت يتعلق بخصائص المادة
f هي التردد (وحدة: هرتز، Hz)
Bm هي الحد الأقصى للحث المغناطيسي (وحدة: تسلا، T)
n هو الأس التذبذبي (عادة ما يكون بين 1.2 و 2)
V هي حجم النواة (وحدة: متر مكعب، m³)
خسارة التيار الدوامي
تعني خسارة التيار الدوامي خسارة الطاقة بسبب التيار الدوامي الذي ينشأ في مادة النواة بواسطة المجال المغناطيسي المتغير. يتدفق هذا التيار الدوامي داخل المادة ويولد حرارة جول، مما يؤدي إلى خسارة الطاقة. خسارة التيار الدوامي مرتبطة بمقاومة مادة النواة والتردد والحث المغناطيسي.
يمكن التعبير عن خسارة التيار الدوامي بالصيغة التالية:
حيث:
Pe هي خسارة التيار الدوامي (وحدة: واط، W)
Ke هي ثابت يتعلق بخصائص المادة
f هي التردد (وحدة: هرتز، Hz)
Bm هي الحد الأقصى للحث المغناطيسي (وحدة: تسلا، T)
V هي حجم النواة (وحدة: متر مكعب، m³)
العلاقة
العوامل المشتركة:
التردد
f: كلا من الخسارة الأساسية وخسارة التذبذب تناسبان التردد. الارتفاع في التردد يؤدي إلى زيادة في دورات المغناطيسية داخل النواة، مما يؤدي إلى زيادة الخسائر.
الحد الأقصى للحث المغناطيسي
Bm : كلا من الخسارة الأساسية وخسارة التذبذب مرتبطتان بالحد الأقصى للحث المغناطيسي. الارتفاع في الحث المغناطيسي يؤدي إلى تغيرات أكثر شدة في المجال المغناطيسي، مما يؤدي إلى زيادة الخسائر.
حجم النواة
V: كلا من الخسارة الأساسية وخسارة التذبذب تناسبان حجم النواة. الأحجام الأكبر تؤدي إلى زيادة إجمالية في الخسائر.
الميكانيكيات المختلفة:
خسارة التذبذب: تنتج بشكل أساسي من ظاهرة التذبذب في مادة النواة، والتي تتعلق بتاريخ المغناطيسية للمادة.
خسارة التيار الدوامي: تنتج بشكل أساسي من التيار الدوامي الذي ينشأ في مادة النواة بواسطة المجال المغناطيسي المتغير، والذي يتعلق بمقاومة المادة وقوة المجال المغناطيسي.
ملخص
تتكون الخسارة الأساسية من خسارة التذبذب وخسارة التيار الدوامي. خسارة التذبذب مرتبطة بشكل أساسي بمميزات المغناطيسية لمادة النواة، بينما خسارة التيار الدوامي مرتبطة بشكل أساسي بالتيار الدوامي الذي ينشأ بواسطة المجال المغناطيسي المتغير. تتأثر كلا الخسارتين بالتردد والحث المغناطيسي وحجم النواة، ولكن لديهما آليات فيزيائية مختلفة. فهم طبيعة هذه الخسائر والعلاقة بينها أمر ضروري لتحسين تصميم الأجهزة الكهرومغناطيسية وتحسين كفاءتها.
