Uzunluk ve akı yoğunluğu yapılandırmalarıyla manyetik alan gücünü nasıl hesaplayabilirsiniz?

Manyetik alan gücünü (Manyetik Alan Gücü, $\mathrm{<br>}$H) uzunluğa ve manyetik akı yoğunluğuna (Manyetik Akı Yoğunluğu, $\mathrm{<br>}$B) dayanarak hesaplamak için, bu iki nicelik arasındaki ilişkiyi anlamak önemlidir. Manyetik alan gücü $\mathrm{<br>}$H ve manyetik akı yoğunluğu $\mathrm{<br>}$B genellikle manyetizasyon eğrisi (B-H eğrisi) veya geçirgenlik ( $\mathrm{<br>}$μ) aracılığıyla ilişkilidir.

1. Temel Formül

• Manyetik alan gücü   $\mathrm{<br>\; }$H ile manyetik akı yoğunluğu   $\mathrm{<br>\; }$B arasındaki ilişki aşağıdaki formülle ifade edilebilir:

• Burada:

• B manyetik akı yoğunluğu, tesla (T) cinsinden ölçülür.

• $\mathrm{<br>\; }$H manyetik alan gücü, amper/metre (A/m) cinsinden ölçülür.

• $\mathrm{<br>\; }$μ geçirgenlik, henry/metre (H/m) cinsinden ölçülür.

• Geçirgenlik   $\mathrm{<br>\; }$μ, boşluğun geçirgenliği   ${\mathrm{<br>\; }}_{}$μ0 ile göreceli geçirgenlik   ${\mathrm{<br>\; }}_{}$μr'nin ürünü olarak daha da parçalanabilir:

• Burada:

• μ0 boşluğun geçirgenliği, yaklaşık olarak $\mathrm{<br>\; }$4π×10−7H/m'dır.

• μr malzemenin göreceli geçirgenliği, manyetik olmayan malzemeler (hava, bakır, alüminyum gibi) için yaklaşık 1, ferromanyetik malzemeler (demir, nikel gibi) için ise yüzlerce hatta binlerce olabilir.

2. Verilen  $\mathrm{<br>}$B ve  $\mathrm{<br>}$μ'ya Göre Manyetik Alan Gücünü  $\mathrm{<br>}$H Hesaplama

Eğer manyetik akı yoğunluğu $\mathrm{<br>}$B ve geçirgenlik $\mathrm{<br>}$μ biliniyorsa, yukarıdaki formülü kullanarak manyetik alan gücü $\mathrm{<br>}$H'yi doğrudan hesaplayabilirsiniz:

Örneğin, B=1.5T manyetik akı yoğunluğuna ve μr=1000 göreceli geçirgenliğine sahip demir çekirdekli bir transformatörünüz varsa, o zaman:

3. Doğrusal Olmayan Manyetizasyon Eğrilerini Dikkate Alma

Ferromanyetik malzemeler için geçirgenlik $\mathrm{<br>}$μ sabit değildir, manyetik alan gücü H'ye göre değişir. Pratikte, özellikle yüksek manyetik alan güçleri altında, geçirgenlik önemli ölçüde azalabilir, bu da manyetik akı yoğunluğu $\mathrm{<br>}$B'nin daha yavaş artmasına neden olur. Bu doğrusal olmayan ilişki, malzemenin B-H eğrisiyle tanımlanır.

• B-H Eğrisi: B-H eğrisi, manyetik akı yoğunluğu   $\mathrm{<br>\; }$B'nin manyetik alan gücü   $\mathrm{<br>\; }$H'ye nasıl değiştiğini gösterir. Ferromanyetik malzemeler için, B-H eğrisi genellikle doygunluk noktasına yaklaşırken doğrusal olmayandır. Eğer malzemenizin B-H eğrisine sahipseniz, verilen   $\mathrm{<br>\; }$B değerine karşılık gelen   $\mathrm{<br>\; }$H değerini belirleyerek manyetik alan gücü   $\mathrm{<br>\; }$H'yi bulabilirsiniz.

• B-H Eğrisinin Kullanımı:

1. B-H eğrisinde verilen manyetik akı yoğunluğu  $\mathrm{<br>\; }$B'yi bulun.

2. Eğride karşılık gelen manyetik alan gücü H'yi okuyun.

4. Manyetik Devre Uzunluğunu Dikkate Alma

Eğer aynı zamanda manyetik devrenin geometrisini (çekirdeğin uzunluğu $\mathrm{<br>}$l gibi) dikkate almanız gerekiyorsa, manyetik devre yasası (elektrik devrelerinde Ohm yasasına benzer) kullanarak manyetik alan gücünü hesaplayabilirsiniz. Manyetik devre yasası şu şekilde ifade edilebilir:

Burada:

• $\mathrm{<br>\; }$F manyetik motor kuvveti (MMF), amper-tur (A-turns) cinsinden ölçülür.

• $\mathrm{<br>\; }$H manyetik alan gücü, A/m cinsinden ölçülür.

• $\mathrm{<br>\; }$l manyetik devrenin ortalama uzunluğu, metre (m) cinsinden ölçülür.

Manyetik motor kuvveti $\mathrm{<br>}$F genellikle bobinin akımı $\mathrm{<br>}$I ve sarım sayısı $\mathrm{<br>}$N ile belirlenir:

Bu iki denklem birleştirildiğinde, elde edilir:

Bu formül, manyetik devre uzunluğu $\mathrm{<br>}$l ve bobinin parametreleri (sarım sayısı N ve akım $\mathrm{<br>}$I) bilindiğinde faydalıdır.

5. Adımların Özeti

1. Manyetik Akı Yoğunluğu    $\mathrm{<br>\; }$B'yi Belirleme: Verilen manyetik akı yoğunluğu    $\mathrm{<br>\; }$B'yi kullanın.

2. Uygun Geçirgenliği Seçme    $\mathrm{<br>\; }$μ: Doğrusal malzemeler (hava veya manyetik olmayan malzemeler) için, boşluğun geçirgenliğini    ${\mathrm{<br>\; }}_{}$μ0 kullanın. Ferromanyetik malzemeler için, göreceli geçirgenliği μr'yi düşünün veya B-H eğrisini kullanın.

3. Manyetik Alan Gücünü Hesaplama H: Formülü H=μB kullanın veya B-H eğrisinden karşılık gelen    $\mathrm{<br>\; }$H değerini okuyun.

4. Manyetik Devre Uzunluğunu Dikkate Alma (uygulanan durumlarda): Eğer manyetik devrenin geometrisini hesaba katmanız gerekiyorsa, manyetik devre yasası H=lN⋅I'yi daha fazla analiz için kullanın.

Sonuç

Uzunluğa ve manyetik akı yoğunluğuna dayalı manyetik alan gücünü hesaplamak için, önce geçirgenliği $\mathrm{<br>}$μ belirleyin, ardından formülü $\mathrm{<br>}$H=μB kullanın. Ferromanyetik malzemeler için, doğrusal olmayan ilişkiye uyum sağlamak amacıyla B-H eğrisini kullanmak tavsiye edilir. Eğer manyetik devrenin geometrisini dikkate almanız gerekiyorsa, manyetik devre yasası $\mathrm{<br>}$H=lF'yi daha fazla analiz için kullanın.