Με ρυθμίσεις μήκους και πυκνότητας φλούξου, πώς να υπολογίσετε τη δύναμη του μαγνητικού πεδίου;

Για τον υπολογισμό της ισχύος του μαγνητικού πεδίου (Magnetic Field Strength, $\mathrm{<br>}$H) με βάση το μήκος και την πυκνότητα μαγνητικού ροής (Magnetic Flux Density, $\mathrm{<br>}$B), είναι απαραίτητο να κατανοήσετε τη σχέση μεταξύ αυτών των δύο ποσοτήτων. Η ισχύς του μαγνητικού πεδίου $\mathrm{<br>}$H και η πυκνότητα μαγνητικού ροής $\mathrm{<br>}$B συνήθως σχετίζονται μέσω της καμπύλης μαγνητοποίησης (B-H curve) ή της μεταβλητότητας ( $\mathrm{<br>}$μ).

1. Βασική Τύπωση

• Η σχέση μεταξύ της ισχύος του μαγνητικού πεδίου   $\mathrm{<br>\; }$H και της πυκνότητας μαγνητικού ροής   $\mathrm{<br>\; }$B μπορεί να εκφραστεί με την ακόλουθη τύπωση:

• Όπου:

• B είναι η πυκνότητα μαγνητικού ροής, μετρημένη σε τέσλα (T).

• $\mathrm{<br>\; }$H είναι η ισχύς του μαγνητικού πεδίου, μετρημένη σε αμπέρ στο μέτρο (A/m).

• $\mathrm{<br>\; }$μ είναι η μεταβλητότητα, μετρημένη σε Χένρι ανά μέτρο (H/m).

• Η μεταβλητότητα   $\mathrm{<br>\; }$μ μπορεί να διασπαστεί περαιτέρω στο γινόμενο της μεταβλητότητας του κενού χώρου   ${\mathrm{<br>\; }}_{}$μ0 και της σχετικής μεταβλητότητας   ${\mathrm{<br>\; }}_{}$μr:

• Όπου:

• μ0 είναι η μεταβλητότητα του κενού χώρου, περίπου  $\mathrm{<br>\; }$4π×10−7H/m.

• μr είναι η σχετική μεταβλητότητα του υλικού, η οποία είναι περίπου 1 για μη μαγνητικά υλικά (όπως αέριο, χαλκό, αλουμίνιο) και μπορεί να είναι πολύ υψηλή (σε εκατοντάδες έως χιλιάδες) για φερρομαγνητικά υλικά (όπως σίδηρο, νικέλιο).

2. Υπολογισμός της Ισχύος του Μαγνητικού Πεδίου  $\mathrm{<br>}$H Με Δεδομένα  $\mathrm{<br>}$B και  $\mathrm{<br>}$μ

Εάν γνωρίζετε την πυκνότητα μαγνητικού ροής $\mathrm{<br>}$B και τη μεταβλητότητα $\mathrm{<br>}$μ, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε την παραπάνω τύπωση για τον υπολογισμό της ισχύος του μαγνητικού πεδίου $\mathrm{<br>}$H:

Για παράδειγμα, υποθέστε ότι έχετε έναν μετατροπεί με πυρήνα σιδήρου με πυκνότητα μαγνητικού ροής B=1.5T και σχετική μεταβλητότητα μr=1000. Τότε:

3. Λήψη Υπό Σημείωση των Μη Γραμμικών Καμπύλων Μαγνητοποίησης

Για φερρομαγνητικά υλικά, η μεταβλητότητα $\mathrm{<br>}$μ δεν είναι σταθερή, αλλά μεταβάλλεται με την ισχύ του μαγνητικού πεδίου H. Στην πράξη, ειδικά σε υψηλές ισχύες, η μεταβλητότητα μπορεί να μειωθεί σημαντικά, οδηγώντας σε μικρότερη αύξηση της πυκνότητας μαγνητικού ροής $\mathrm{<br>}$B. Αυτή η μη γραμμική σχέση περιγράφεται από την καμπύλη B-H του υλικού.

• Καμπύλη B-H: Η καμπύλη B-H δείχνει πώς η πυκνότητα μαγνητικού ροής   $\mathrm{<br>\; }$B αλλάζει με την ισχύ του μαγνητικού πεδίου   $\mathrm{<br>\; }$H. Για φερρομαγνητικά υλικά, η καμπύλη B-H είναι συνήθως μη γραμμική, ειδικά καθώς πλησιάζει το σημείο κορύφωσης. Εάν έχετε την καμπύλη B-H για το υλικό σας, μπορείτε να καθορίσετε την ισχύ του μαγνητικού πεδίου   $\mathrm{<br>\; }$H βρίσκοντας την αντίστοιχη τιμή   $\mathrm{<br>\; }$H για μια δεδομένη   $\mathrm{<br>\; }$B.

• Χρήση της Καμπύλης B-H:

1. Τοποθετήστε τη δεδομένη πυκνότητα μαγνητικού ροής  $\mathrm{<br>\; }$B στην καμπύλη B-H.

2. Αναγνωρίστε την αντίστοιχη ισχύ του μαγνητικού πεδίου H από την καμπύλη.

4. Λήψη Υπό Σημείωση του Μήκους του Μαγνητικού Κύκλου

Εάν χρειάζεστε επίσης να λάβετε υπό σημείωση τη γεωμετρία του μαγνητικού κύκλου (όπως το μήκος $\mathrm{<br>}$l του πυρήνα), μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το νόμο του μαγνητικού κύκλου (αντιστοιχος του νόμου του Ωμ σε ηλεκτρικούς κύκλους) για τον υπολογισμό της ισχύος του μαγνητικού πεδίου. Ο νόμος του μαγνητικού κύκλου μπορεί να εκφραστεί ως:

Όπου:

• $\mathrm{<br>\; }$F είναι η μαγνητική κινητική δύναμη (MMF), μετρημένη σε αμπέρ-στροφές (A-turns).

• $\mathrm{<br>\; }$H είναι η ισχύς του μαγνητικού πεδίου, μετρημένη σε A/m.

• $\mathrm{<br>\; }$l είναι το μέσο μήκος του μαγνητικού κύκλου, μετρημένο σε μέτρα (m).

Η μαγνητική κινητική δύναμη $\mathrm{<br>}$F είναι συνήθως καθορισμένη από την τροχοδιά $\mathrm{<br>}$I και τον αριθμό στροφών $\mathrm{<br>}$N στην κατάληξη:

Συνδυάζοντας αυτές τις δύο εξισώσεις, παίρνετε:

Αυτή η τύπωση είναι χρήσιμη όταν γνωρίζετε το μήκος του μαγνητικού κύκλου $\mathrm{<br>}$l και τα παράμετρα της κατάληξης (αριθμός στροφών N και τροχοδιά $\mathrm{<br>}$I).

5. Σύνοψη των Βημάτων

1. Καθορισμός της Πυκνότητας Μαγνητικού Ροής    $\mathrm{<br>\; }$B: Χρησιμοποιήστε τη δεδομένη πυκνότητα μαγνητικού ροής    $\mathrm{<br>\; }$B.

2. Επιλογή της Κατάλληλης Μεταβλητότητας    $\mathrm{<br>\; }$μ: Για γραμμικά υλικά (όπως αέριο ή μη μαγνητικά υλικά), χρησιμοποιήστε τη μεταβλητότητα του κενού χώρου    ${\mathrm{<br>\; }}_{}$μ0. Για φερρομαγνητικά υλικά, λάβετε υπό σημείωση τη σχετική μεταβλητότητα μr, ή χρησιμοποιήστε την καμπύλη B-H.

3. Υπολογισμός της Ισχύος του Μαγνητικού Πεδίου H: Χρησιμοποιήστε την τύπωση H=μB ή αναγνωρίστε την αντίστοιχη τιμή    $\mathrm{<br>\; }$H από την καμπύλη B-H.

4. Φιλοδώρημα