Узундық және магниттік потенциал конфигурациялары бойынша, магниттік тескенің күшін қалай есептеуге болады?

Магниттың күчтілігін (Magnetic Field Strength, $\mathrm{<br>}$H) ұзындыққа және магниттық ағым тікелейсіздігіне (Magnetic Flux Density, $\mathrm{<br>}$B) негізделген есептеу үшін, бұл екеуінің ортақ қатынасын түсіну маңызды. Магниттың күчтілігі $\mathrm{<br>}$H және магниттық ағым тікелейсіздігі $\mathrm{<br>}$B төмендегідей өзара байланыстырылады: магниттік магниттік кескіндік (B-H кестесі) немесе проницебельдік ( $\mathrm{<br>}$μ).

1. Негізгі Формула

• Магниттың күчтілігі   $\mathrm{<br>\; }$H және магниттық ағым тікелейсіздігі   $\mathrm{<br>\; }$B ортақ қатынасы төмендегі формуламен біріктіріледі:

• Мұнда:

• B – магниттық ағым тікелейсіздігі, Тесла (T) өлшем бірлігімен өлшенеді.

• $\mathrm{<br>\; }$H – магниттың күчтілігі, ампер/метр (A/m) өлшем бірлігімен өлшенеді.

• $\mathrm{<br>\; }$μ – проницебельдік, Генри/метр (H/m) өлшем бірлігімен өлшенеді.

• Проницебельдік   $\mathrm{<br>\; }$μ бос орның проницебельдігі   ${\mathrm{<br>\; }}_{}$μ0 және салыстырмалы проницебельдік   ${\mathrm{<br>\; }}_{}$μr көбейтіндісі арқылы есептеледі:

• Мұнда:

• μ0 – бос орның проницебельдігі, приближенно $\mathrm{<br>\; }$4π×10−7Гн/м.

• μr – материалдың салыстырмалы проницебельдігі, магниттік емес материалдар үшін (ауа, мисыр, алма) приближенно 1, ал ферромагниттік материалдар үшін (темір, никель) жоғары болады (соттардан мыңдарға дейін).

2. Магниттың күчтілігін  $\mathrm{<br>}$H есептеу  $\mathrm{<br>}$B және  $\mathrm{<br>}$μ берілген жағдайда

Егер сіз магниттық ағым тікелейсіздігі $\mathrm{<br>}$B және проницебельдік $\mathrm{<br>}$μ белгілі болса, сіз осы формуланы пайдаланып магниттың күчтілігін $\mathrm{<br>}$H есепте аласыз:

Мысалы, егер сізде B=1.5Т магниттық ағым тікелейсіздігі және μr=1000 салыстырмалы проницебельдігі бар темірдің трансформаторы болса, онда:

3. Тіз емес магниттік магниттік кескіндіктерді ескере отырып

Ферромагниттік материалдар үшін, проницебельдік $\mathrm{<br>}$μ тұрақты емес, магниттың күчтілігі H-ге байланысты өзгереді. Ойында, әсіресе жоғары магниттың күчтілігінде, проницебельдік өте азайып, магниттық ағым тікелейсіздігі $\mathrm{<br>}$B өсімі жайында. Бұл тіз емес қатынас материалдың B-H кестесі арқылы сипатталады.

• B-H Кестесі: B-H кестесі магниттық ағым тікелейсіздігі   $\mathrm{<br>\; }$B магниттың күчтілігі   $\mathrm{<br>\; }$H-ге байланысты қалай өзгеретінін көрсетеді. Ферромагниттік материалдар үшін, B-H кестесі туралы өзгереді, әсіресе сатырлау нүктесіне жеткен кезде. Егер сіз материалыңыздың B-H кестесін білсеңіз, сіз берілген   $\mathrm{<br>\; }$B-ге сәйкес   $\mathrm{<br>\; }$H мәнін таба аласыз.

• B-H Кестесін пайдалану:

1. Берілген магниттық ағым тікелейсіздігі  $\mathrm{<br>\; }$B-н B-H кестесінде табыңыз.

2. Кестеден сәйкес магниттың күчтілігін H-н оқыңыз.

4. Магниттік цикл ұзындығын ескере отырып

Егер сіз магниттік цикл геометриясын (мысалы, ядро ұзындығы $\mathrm{<br>}$l) да ескереңіз, сіз магниттік цикл заңын (электр циклдеріндегі Ом заңына ұқсас) пайдаланып магниттың күчтілігін есепте аласыз. Магниттік цикл заңы төмендегідей жазылады:

Мұнда:

• $\mathrm{<br>\; }$F – магниттік мотивациялық күш (MMF), ампер-ауырлау (A-turns) өлшем бірлігімен өлшенеді.

• $\mathrm{<br>\; }$H – магниттың күчтілігі, ампер/метр (A/m) өлшем бірлігімен өлшенеді.

• $\mathrm{<br>\; }$l – магниттік циклдің орташа ұзындығы, метр (м) өлшем бірлігімен өлшенеді.

Магниттік мотивациялық күш $\mathrm{<br>}$F төмендегідей есептеледі: катушканың ағымы $\mathrm{<br>}$I және катушканың ауырлау саны $\mathrm{<br>}$N:

Бұл екеуінің формуласын біріктірсек, табылады:

Бұл формула, егер сіз магниттік цикл ұзындығы $\mathrm{<br>}$l және катушканың параметрлері (ауырлау N және ағым $\mathrm{<br>}$I) белгілі болса, пайдалы болады.

5. Қадамдардың қорытындысы

1. Магниттық ағым тікелейсіздігін    $\mathrm{<br>\; }$B анықтаңыз: Берілген магниттық ағым тікелейсіздігін    $\mathrm{<br>\; }$B пайдаланыңыз.

2. Қолданылатын проницебельдікті    $\mathrm{<br>\; }$μ таңдаңыз: Тіз материалдар үшін (ауа немесе магниттік емес материалдар), бос орның проницебельдігін    ${\mathrm{<br>\; }}_{}$μ0 пайдаланыңыз. Ферромагниттік материалдар үшін, салыстырмалы проницебельдікті μr, немесе B-H кестесін пайдаланыңыз.

3. Магниттың күчтілігін H есептеңіз: Формула H=μB немесе B-H кестесінен сәйкес   $\mathrm{<br>\; }$H мәнін оқыңыз.

4. Магниттік цикл ұзындығын ескереңіз (қолданылатын болса): Егер сіз магниттік цикл геометриясын ескереңіз, магниттік цикл заңын H=lN⋅I пайдаланыңыз.

Жобалау

Ұзындық және магниттық ағым тікелейсіздігі берілген магниттың күчтілігін есептеу үшін, бірінші рет проницебельдікті $\mathrm{<br>}$μ анықтаңыз, содан кейін формула $\mathrm{<br>}$H=μB пайдаланыңыз. Ферромагниттік материалдар үшін, тіз емес қатынасты қолдану үшін B-H кестесін пайдалану ыңғайлы. Егер сіз магниттік цикл геометриясын ескереңіз, магниттік цикл заңын $\mathrm{<br>}$H=lF пайдаланыңыз.