Com estan relacionades la pèrdua nuclear i la pèrdua per histeresis?
Relació entre la pèrdua de nucli i la pèrdua per histerèsis
La pèrdua de nucli (Core Loss) i la pèrdua per histerèsis (Hysteresis Loss) són dos tipus comuns de pèrdues en dispositius electromagnètics. Estan estretament relacionades però tenen característiques i mecanismes diferents. A continuació, es proporciona una explicació detallada d'aquestes dues pèrdues i la seva relació:
Pèrdua de nucli
La pèrdua de nucli es refereix a la pèrdua total d'energia que ocorre dins del material del nucli degut al procés de magnetització en un camp magnètic alternant. La pèrdua de nucli consta principalment de dos components: la pèrdua per histerèsis i la pèrdua per corrents de Foucault.
Pèrdua per histerèsis
La pèrdua per histerèsis és la pèrdua d'energia deguda al fenomen d'histerèsis en el material del nucli durant el procés de magnetització. L'histerèsis és el retard de l'inducció magnètica B respecte a la intensitat del camp magnètic H. Cada cicle de magnetització consumeix una certa quantitat d'energia, que es dissipa com a calor, formant la pèrdua per histerèsis.
La pèrdua per histerèsis es pot expressar amb la següent fórmula:
on:
Ph és la pèrdua per histerèsis (unitat: watts, W)
Kh és una constant relacionada amb les propietats del material
f és la freqüència (unitat: hertz, Hz)
Bm és l'inducció magnètica màxima (unitat: tesla, T)
n és l'exponent d'histerèsis (normalment entre 1,2 i 2)
V és el volum del nucli (unitat: metres cúbics, m³)
Pèrdua per corrents de Foucault
La pèrdua per corrents de Foucault és la pèrdua d'energia deguda als corrents de Foucault induïts en el material del nucli pel camp magnètic alternant. Aquests corrents de Foucault flueixen dins del material i generen calor joule, conduint a una pèrdua d'energia. La pèrdua per corrents de Foucault està relacionada amb la resistivitat del material del nucli, la freqüència i l'inducció magnètica.
La pèrdua per corrents de Foucault es pot expressar amb la següent fórmula:
on:
Pe és la pèrdua per corrents de Foucault (unitat: watts, W)
Ke és una constant relacionada amb les propietats del material
f és la freqüència (unitat: hertz, Hz)
Bm és l'inducció magnètica màxima (unitat: tesla, T)
V és el volum del nucli (unitat: metres cúbics, m³)
Relació
Factors comuns:
Freqüència
f: Tanto la pèrdua de nucli com la pèrdua per histerèsis són proporcionals a la freqüència. Una freqüència més alta resulta en més cicles de magnetització dins del nucli, conduint a pèrdues més elevades.
Inducció magnètica màxima
Bm : Tanto la pèrdua de nucli com la pèrdua per histerèsis estan relacionades amb l'inducció magnètica màxima. Una inducció magnètica més elevada resulta en variacions més intensives del camp magnètic, conduint a pèrdues més elevades.
Volum del nucli
V: Tanto la pèrdua de nucli com la pèrdua per histerèsis són proporcionals al volum del nucli. Volums més grans resulten en pèrdues totals més grans.
Mecanismes diferents:
Pèrdua per histerèsis: Principalment causada pel fenomen d'histerèsis en el material del nucli, que està relacionat amb l'història de magnetització del material.
Pèrdua per corrents de Foucault: Principalment causada pels corrents de Foucault induïts en el material del nucli pel camp magnètic alternant, que estan relacionats amb la resistivitat del material i la intensitat del camp magnètic.
Resum
La pèrdua de nucli està composta per la pèrdua per histerèsis i la pèrdua per corrents de Foucault. La pèrdua per histerèsis està principalment relacionada amb les característiques de magnetització del material del nucli, mentre que la pèrdua per corrents de Foucault està principalment relacionada amb els corrents de Foucault induïts pel camp magnètic alternant. Ambdues estan influenciades per la freqüència, l'inducció magnètica i el volum del nucli, però tenen mecanismes físics diferents. Comprendre la naturalesa i la relació d'aquestes pèrdues és crucial per optimitzar el disseny dels dispositius electromagnètics i millorar la seva eficiència.
