लम्बाई र फ्लक्स घनत्व संरचनाहरूको साथ चुम्बकीय क्षेत्रको बल कसरी गणना गर्ने?
लामो र चुम्बकीय प्रवाह घनत्व (Magnetic Flux Density, B) आधारित चुम्बकीय क्षेत्र तीव्रता (Magnetic Field Strength, H) गणना गर्न, यी दुई मात्राहरूको बीचको सम्बन्ध समझ्न आवश्यक हुन्छ। चुम्बकीय क्षेत्र तीव्रता H र चुम्बकीय प्रवाह घनत्व B अक्सर चुम्बकीकरण वक्र (B-H curve) वा पारगम्यता ( μ) द्वारा सम्बद्ध रहन्छन्।
1. मूलभूत सूत्र
चुम्बकीय क्षेत्र तीव्रता H र चुम्बकीय प्रवाह घनत्व B बीचको सम्बन्ध निम्न सूत्र द्वारा व्यक्त गरिन सकिन्छ:
जहाँ:
B चुम्बकीय प्रवाह घनत्व हो, जसको मापन टेस्ला (T) मा हुन्छ।
H चुम्बकीय क्षेत्र तीव्रता हो, जसको मापन एम्पियर प्रति मिटर (A/m) मा हुन्छ।
μ पारगम्यता हो, जसको मापन हेनरी प्रति मिटर (H/m) मा हुन्छ।
पारगम्यता μ फ्री स्पेसको पारगम्यता μ0 र सापेक्ष पारगम्यता μr को गुणनफल रूपमा विभाजित गरिन सकिन्छ:
जहाँ:
μ0 फ्री स्पेसको पारगम्यता हो, जसको मान लगभग 4π×10−7H/m हुन्छ।
μr सामग्रीको सापेक्ष पारगम्यता हो, जुन अचुम्बकीय सामग्री (जस्तै हवा, तामा, एल्युमिनियम) लाई लगभग 1 र चुम्बकीय सामग्री (जस्तै लोहा, निकेल) लाई शतों देखि हजारो तक हुन सक्छ।
2. चुम्बकीय क्षेत्र तीव्रता H गणना गर्न B र μ दिइएको छ
यदि तपाईंले चुम्बकीय प्रवाह घनत्व B र पारगम्यता μ जान्नुहुन्छ भने, तपाईंले उपरोक्त सूत्र प्रयोग गरेर चुम्बकीय क्षेत्र तीव्रता H गणना गर्न सक्नुहुन्छ:
उदाहरणका लागि, यदि तपाईंको पास एक लोहाको कोर ट्रान्सफार्मर छ जसको चुम्बकीय प्रवाह घनत्व B=1.5T र सापेक्ष पारगम्यता μr=1000 छ भने:
3. अरेखीय चुम्बकीकरण वक्रको ध्यानमा लिन
चुम्बकीय सामग्रीहरूको लागि, पारगम्यता μ स्थिर छैन, बल्कि चुम्बकीय क्षेत्र तीव्रता H द्वारा बदल्छ। वास्तविक अवस्थामा, विशेष गरी उच्च क्षेत्र तीव्रतामा, पारगम्यता अधिक घट्न सक्छ, जसले चुम्बकीय प्रवाह घनत्व B मा धीरे वृद्धि हुन सक्छ। यो अरेखीय सम्बन्ध सामग्रीको B-H वक्र द्वारा वर्णित गरिन्छ।
B-H वक्र: B-H वक्र चुम्बकीय प्रवाह घनत्व B चुम्बकीय क्षेत्र तीव्रता H द्वारा कसरी बदल्छ देखाउँछ। चुम्बकीय सामग्रीहरूको लागि, B-H वक्र अक्सर अरेखीय हुन्छ, विशेष गरी यसले संतोषन बिन्दु नजिक आएपछि। यदि तपाईंले तपाईंको सामग्रीको B-H वक्र पाएको छ भने, तपाईंले दिइएको B लाई लिने चुम्बकीय क्षेत्र तीव्रता H वक्रबाट पत्ता लगाउन सक्नुहुन्छ।
B-H वक्र प्रयोग गर्न:
दिइएको चुम्बकीय प्रवाह घनत्व B B-H वक्रमा लोकेट गर्नुहोस्।
वक्रबाट संगत चुम्बकीय क्षेत्र तीव्रता H पढ्नुहोस्।
4. चुम्बकीय परिपथ लामोको ध्यानमा लिन
यदि तपाईंले चुम्बकीय परिपथको ज्यामिति (जस्तै कोरको लामो l) ध्यानमा लिनुपर्छ भने, तपाईंले चुम्बकीय परिपथ नियम (विद्युत परिपथमा ओमको नियमको अनुरूप) प्रयोग गरेर चुम्बकीय क्षेत्र तीव्रता गणना गर्न सक्नुहुन्छ। चुम्बकीय परिपथ नियम निम्न रूपमा व्यक्त गरिन सकिन्छ:
जहाँ:
F चुम्बकीय अनुकूलक बल (MMF) हो, जसको मापन एम्पियर-टर्न (A-turns) मा हुन्छ।
H चुम्बकीय क्षेत्र तीव्रता हो, जसको मापन A/m मा हुन्छ।
l चुम्बकीय परिपथको औसत लामो हो, जसको मापन मिटर (m) मा हुन्छ।
चुम्बकीय अनुकूलक बल F अक्सर धारा I र कोइलमा टर्न N द्वारा निर्धारित हुन्छ:
यी दुई समीकरणहरू जोडिने तपाईंले पाउनेछ:
यो सूत्र यदि तपाईंले चुम्बकीय परिपथको लामो l र कोइलको परामितिहरू (टर्न N र धारा I) जान्नुहुन्छ भने उपयोगी हुन्छ।
5. चरणहरूको सारांश
चुम्बकीय प्रवाह घनत्व B निर्धारण गर्न: दिइएको चुम्बकीय प्रवाह घनत्व B प्रयोग गर्नुहोस्।
उपयुक्त पारगम्यता μ चयन गर्न: रेखीय सामग्रीहरू (जस्तै हवा वा अचुम्बकीय सामग्री) लाई फ्री स्पेसको पारगम्यता μ0 प्रयोग गर्नुहोस्। चुम्बकीय सामग्रीहरूको लागि, सापेक्ष पारगम्यता μr, वा B-H वक्र प्रयोग गर्नुहोस्।
चुम्बकीय क्षेत्र तीव्रता H गणना गर्न: सूत्र H=μB प्रयोग गर्नुहोस् वा B-H वक्रबाट संगत H मान पढ्नुहोस्।
चुम्बकीय परिपथको लामो (यदि उपयुक्त छ): यदि तपाईंले चुम्बकीय परिपथको ज्यामिति ध्यानमा लिनुपर्छ भने, चुम्बकीय परिपथ नियम H=lN⋅I प्रयोग गरेर अधिक विश्लेषण गर्नुहोस्।
निष्कर्ष
लामो र चुम्बकीय प्रवाह घनत्व दिइएको छ भने चुम्बकीय क्षेत्र तीव्रता गणना गर्न, पहिले पारगम्यता
μ निर्धारण गर्नुहोस्, त्यसपछि सूत्र
