Sa konfiguracijama dužine i gustoće fluksa kako izračunati jačinu magnetnog polja

Da biste izračunali jačinu magnetnog polja (Jačina magnetnog polja, $\mathrm{<br>}$H) na osnovu dužine i gustoće magnetne fluksije (Gustoća magnetne fluksije, $\mathrm{<br>}$B), neophodno je razumeti odnos između ove dve veličine. Jačina magnetnog polja $\mathrm{<br>}$H i gustoća magnetne fluksije $\mathrm{<br>}$B obično su povezane kroz krivu magnetizacije (B-H kriva) ili permeabilnost ( $\mathrm{<br>}$μ).

1. Osnovna formula

• Odnos između jačine magnetnog polja   $\mathrm{<br>\; }$H i gustoće magnetne fluksije   $\mathrm{<br>\; }$B može se izraziti sledećom formulom:

• Gdje:

• B je gustoća magnetne fluksije, mjerena u teslama (T).

• $\mathrm{<br>\; }$H je jačina magnetnog polja, mjerena u amperima po metru (A/m).

• $\mathrm{<br>\; }$μ je permeabilnost, mjerena u henrijima po metru (H/m).

• Permeabilnost   $\mathrm{<br>\; }$μ se može dalje rastaviti na proizvod permeabilnosti slobodnog prostora   ${\mathrm{<br>\; }}_{}$μ0 i relativne permeabilnosti   ${\mathrm{<br>\; }}_{}$μr:

• Gdje:

• μ0 je permeabilnost slobodnog prostora, približno $\mathrm{<br>\; }$4π×10−7H/m.

• μr je relativna permeabilnost materijala, koja je približno 1 za nemagnetne materijale (poput zraka, bakra, aluminija) i može biti vrlo visoka (stotine do hiljade) za feromagnetne materijale (poput željeza, nikelja).

2. Izračunavanje jačine magnetnog polja  $\mathrm{<br>}$H za dato  $\mathrm{<br>}$B i  $\mathrm{<br>}$μ

Ako znate gustoću magnetne fluksije $\mathrm{<br>}$B i permeabilnost $\mathrm{<br>}$μ, možete direktno koristiti gornju formulu da izračunate jačinu magnetnog polja $\mathrm{<br>}$H:

Na primjer, pretpostavimo da imate transformator sa železnim jezgrom sa gustoćom magnetne fluksije B=1,5T i relativnom permeabilnošću μr=1000. Tada:

3. Razmatranje nelinearnih krivih magnetizacije

Za feromagnetne materijale, permeabilnost $\mathrm{<br>}$μ nije konstantna, već varira sa jačinom magnetnog polja H. Na praktičan način, posebno na visokim jačinama polja, permeabilnost može značajno opasti, što dovodi do sporijeg rasta gustoće magnetne fluksije $\mathrm{<br>}$B. Ovaj nelinearni odnos opisuje se B-H krivom materijala.

• B-H Kriva: B-H kriva pokazuje kako se gustoća magnetne fluksije   $\mathrm{<br>\; }$B menja sa jačinom magnetnog polja   $\mathrm{<br>\; }$H. Za feromagnetne materijale, B-H kriva je tipično nelinearna, posebno kada se približava tački nasitljavanja. Ako imate B-H krivu za vaš materijal, možete odrediti jačinu magnetnog polja   $\mathrm{<br>\; }$H pronađući odgovarajuću vrednost   $\mathrm{<br>\; }$H za datu   $\mathrm{<br>\; }$B.

• Korišćenje B-H Krive:

1. Pronađite datu gustoću magnetne fluksije  $\mathrm{<br>\; }$B na B-H krivoj.

2. Pročitajte odgovarajuću jačinu magnetnog polja H sa krive.

4. Razmatranje dužine magnetske cirkuite

Ako takođe morate uzeti u obzir geometriju magnetskog cirkuita (poput dužine $\mathrm{<br>}$l jezgra), možete koristiti zakon magnetskog cirkuita (analogan Ohmovom zakonu u električnim cirkvitima) da izračunate jačinu magnetnog polja. Zakon magnetskog cirkuita može se izraziti kao:

Gdje:

• $\mathrm{<br>\; }$F je magneto motive snage (MMF), mjerene u amper-turnusima (A-turnusi).

• $\mathrm{<br>\; }$H je jačina magnetnog polja, mjerena u A/m.

• $\mathrm{<br>\; }$l je prosečna dužina magnetskog cirkuita, mjerena u metrima (m).

Magneto motive snage $\mathrm{<br>}$F se tipično određuju strujom $\mathrm{<br>}$I i brojem navojaka $\mathrm{<br>}$N u cewu:

Kombinovanjem ovih dve jednačine, dobijate:

Ova formula je korisna kada znate dužinu magnetskog cirkuita $\mathrm{<br>}$l i parametre cewa (broj navojaka N i struja $\mathrm{<br>}$I).

5. Sažetak koraka

1. Odredite gustoću magnetne fluksije    $\mathrm{<br>\; }$B: Koristite datu gustoću magnetne fluksije    $\mathrm{<br>\; }$B.

2. Izaberite odgovarajuću permeabilnost    $\mathrm{<br>\; }$μ: Za linearne materijale (poput zraka ili nemagnetnih materijala), koristite permeabilnost slobodnog prostora    ${\mathrm{<br>\; }}_{}$μ0. Za feromagnetne materijale, uzmite u obzir relativnu permeabilnost μr, ili koristite B-H krivu.

3. Izračunajte jačinu magnetnog polja H: Koristite formulu H=μB ili pročitajte odgovarajuću vrednost    $\mathrm{<br>\; }$H sa B-H krive.

4. Razmotrite dužinu magnetskog cirkuita (ako je potrebno): Ako trebate uzeti u obzir geometriju magnetskog cirkvita, koristite zakon magnetskog cirkvita H=lN⋅I za dalju analizu.

Zaključak

Da biste izračunali jačinu magnetnog polja za datu dužinu i gustoću magnetne fluksije, prvo odredite permeabilnost $\mathrm{<br>}$μ, zatim koristite formulu $\mathrm{<br>}$H=μB. Za feromagnetne materijale, preporučljivo je koristiti B-H krivu da se obradi nelinearan odnos. Ako trebate uzeti u obzir geometriju magnetskog cirkvita, koristite zakon magnetskog cirkvita $\mathrm{<br>}$H=lF za dalju analizu.