Kern kaybı ve rezidual kayıp nasıl ilişkilidir

Çekirdek Kaybı ve Histerizis Kaybı Arasındaki İlişki

Çekirdek kaybı (Core Loss) ve histerizis kaybı (Hysteresis Loss), elektromanyetik cihazlarda yaygın görülen iki tür kayiptır. Bu kayıplar yakından ilişkilidir ancak farklı özellikler ve mekanizmalar gösterir. Aşağıda bu iki kaybın ve aralarındaki ilişkilerin detaylı açıklaması bulunmaktadır:

Çekirdek Kaybı

Çekirdek kaybı, çekirdek malzemesinde alternatif manyetik alanda manyetizasyon süreci sonucu oluşan toplam enerji kaybıdır. Çekirdek kaybı çoğunlukla iki bileşenden oluşur: histerizis kaybı ve fırça akım kaybı.

Histerizis Kaybı

Histerizis kaybı, manyetizasyon sürecinde çekirdek malzemesindeki histerizis fenomeni nedeniyle oluşan enerji kaybıdır. Histerizis, manyetik alacakaranlık B'nin manyetik alan gücü H'ye göre geriden gitmesidir. Her manyetizasyon döngüsü belirli bir miktarda enerji tüketir ve bu enerji ısı olarak dağılır, böylece histerizis kaybı oluşur.

Histerizis kaybı aşağıdaki formülle ifade edilebilir:

burada:

• Ph, histerizis kaybıdır (birim: vat, W)

• Kh, malzeme özelliklerine bağlı bir sabittir

• f, frekans (birim: herz, Hz)

• Bm, maksimum manyetik alacakaranlıktır (birim: tesla, T)

• n, histerizis üssüdür (genellikle 1.2 ile 2 arasında)

• V, çekirdeğin hacmidir (birim: kübik metre, m³)

Fırça Akım Kaybı 

Fırça akım kaybı, alternatif manyetik alanda çekirdek malzemesinde induksiyon edilen fırça akımlar nedeniyle oluşan enerji kaybıdır. Bu fırça akımlar malzeme içinde akar ve joule ısısı oluşturarak enerji kaybına neden olur. Fırça akım kaybı, çekirdek malzemesinin direnç katsayısı, frekans ve manyetik alacakaranlıkla ilgilidir.

Fırça akım kaybı aşağıdaki formülle ifade edilebilir:

burada:

• Pe, fırça akım kaybıdır (birim: vat, W)

• Ke, malzeme özelliklerine bağlı bir sabittir

• f, frekans (birim: herz, Hz)

• Bm, maksimum manyetik alacakaranlıktır (birim: tesla, T)

• V, çekirdeğin hacmidir (birim: kübik metre, m³)

İlişki

Ortak Faktörler:

Frekans 

f: Hem çekirdek kaybı hem de histerizis kaybı frekansa orantılıdır. Daha yüksek frekans, çekirdekte daha fazla manyetizasyon döngüsüne neden olur ve bu da daha yüksek kayıplara yol açar.

Maksimum Manyetik Alacakaranlık 

Bm: Hem çekirdek kaybı hem de histerizis kaybı, maksimum manyetik alacakaranlıkla ilgilidir. Daha yüksek manyetik alacakaranlık, daha yoğun manyetik alan değişikliklerine neden olur ve bu da daha yüksek kayıplara yol açar.

Çekirdek Hacmi 

V: Hem çekirdek kaybı hem de histerizis kaybı, çekirdek hacmine orantılıdır. Daha büyük hacimler, daha büyük toplam kayıplara neden olur.

Farklı Mekanizmalar:

• Histerizis Kaybı: Çekirdek malzemesindeki histerizis fenomeni, yani malzemenin manyetizasyon geçmişiyle ilgilidir.

• Fırça Akım Kaybı: Alternatif manyetik alanda çekirdek malzemesinde induksiyon edilen fırça akımlar, malzemenin direnç katsayısı ve manyetik alan gücünün etkisiyle oluşur.

Özet

Çekirdek kaybı, histerizis kaybı ve fırça akım kaybından oluşur. Histerizis kaybı, çekirdek malzemesinin manyetizasyon özelliklerine bağlıdır, fırça akım kaybı ise alternatif manyetik alanda induksiyon edilen fırça akımlarla ilgilidir. Her ikisi de frekans, manyetik alacakaranlık ve çekirdek hacmi tarafından etkilense de, farklı fiziksel mekanizmalara sahiptir. Bu kayıpların doğası ve ilişkilerinin anlaşılması, elektromanyetik cihazların tasarımını optimize etme ve verimliliğini artırmada önemlidir.