چگونه ضرر هسته و ضرر دایروی مرتبط هستند

رابطه بین تلفات هسته و تلفات هیستریس

تلفات هسته (Core Loss) و تلفات هیستریس (Hysteresis Loss) دو نوع رایج از تلفات در دستگاه‌های الکترومغناطیسی هستند. این دو به طور نزدیک مرتبط هستند اما ویژگی‌ها و مکانیزم‌های متمایزی دارند. زیرا توضیح دقیق این دو تلفات و رابطه آنها آمده است:

تلفات هسته

تلفات هسته به کل انرژی تلف شده در مواد هسته به دلیل فرآیند مغناطیسی‌سازی در یک میدان مغناطیسی جایگزین اشاره دارد. تلفات هسته عمدتاً شامل دو مؤلفه است: تلفات هیستریس و تلفات جریان‌های دوگانه

تلفات هیستریس

تلفات هیستریس، انرژی تلف شده به دلیل پدیده هیستریس در مواد هسته در طول فرآیند مغناطیسی‌سازی است. هیستریس به تأخیر القای مغناطیسی B نسبت به قدرت میدان مغناطیسی H اشاره دارد. هر چرخه مغناطیسی‌سازی مقداری از انرژی را مصرف می‌کند که به صورت گرما تبدیل و تلفات هیستریس را تشکیل می‌دهد.

تلفات هیستریس می‌تواند با فرمول زیر بیان شود:

که در آن:

• Ph تلفات هیستریس (واحد: وات، W)

• Kh ثابتی مرتبط با خصوصیات ماده

• f فرکانس (واحد: هرتز، Hz)

• Bm القای مغناطیسی حداکثر (واحد: تسلا، T)

• n توان هیستریس (معمولاً بین 1.2 و 2)

• V حجم هسته (واحد: متر مکعب، m³)

تلفات جریان‌های دوگانه 

تلفات جریان‌های دوگانه به انرژی تلف شده به دلیل جریان‌های دوگانه القایی در مواد هسته توسط میدان مغناطیسی جایگزین اشاره دارد. این جریان‌های دوگانه در داخل ماده جریان می‌یابند و حرارت جولی تولید می‌کنند که منجر به تلفات انرژی می‌شود. تلفات جریان‌های دوگانه مرتبط با مقاومت الکتریکی مواد هسته، فرکانس و القای مغناطیسی است.

تلفات جریان‌های دوگانه می‌تواند با فرمول زیر بیان شود:

که در آن:

• Pe تلفات جریان‌های دوگانه (واحد: وات، W)

• Ke ثابتی مرتبط با خصوصیات ماده

• f فرکانس (واحد: هرتز، Hz)

• Bm القای مغناطیسی حداکثر (واحد: تسلا، T)

• V حجم هسته (واحد: متر مکعب، m³)

رابطه

عوامل مشترک:

فرکانس 

f: هر دو تلفات هسته و تلفات هیستریس متناسب با فرکانس هستند. فرکانس بالاتر منجر به چرخه‌های مغناطیسی بیشتر در هسته و در نتیجه تلفات بالاتر می‌شود.

القای مغناطیسی حداکثر 

Bm : هر دو تلفات هسته و تلفات هیستریس مرتبط با القای مغناطیسی حداکثر هستند. القای مغناطیسی بالاتر منجر به تغییرات میدان مغناطیسی شدیدتر و در نتیجه تلفات بالاتر می‌شود.

حجم هسته 

V: هر دو تلفات هسته و تلفات هیستریس متناسب با حجم هسته هستند. حجم‌های بزرگتر منجر به تلفات کلی بیشتر می‌شوند.

مکانیزم‌های مختلف:

• تلفات هیستریس: عمدتاً ناشی از پدیده هیستریس در مواد هسته که مرتبط با تاریخچه مغناطیسی‌سازی ماده است.

• تلفات جریان‌های دوگانه: عمدتاً ناشی از جریان‌های دوگانه القایی در مواد هسته توسط میدان مغناطیسی جایگزین که مرتبط با مقاومت الکتریکی ماده و قدرت میدان مغناطیسی است.

خلاصه

تلفات هسته شامل تلفات هیستریس و تلفات جریان‌های دوگانه است. تلفات هیستریس عمدتاً مرتبط با خصوصیات مغناطیسی‌سازی مواد هسته است، در حالی که تلفات جریان‌های دوگانه عمدتاً مرتبط با جریان‌های دوگانه القایی توسط میدان مغناطیسی جایگزین است. هر دو توسط فرکانس، القای مغناطیسی و حجم هسته تحت تأثیر قرار می‌گیرند، اما مکانیزم‌های فیزیکی متمایزی دارند. درک ماهیت و رابطه این تلفات برای بهینه‌سازی طراحی دستگاه‌های الکترومغناطیسی و بهبود کارایی آنها ضروری است.