ما هو فقدان التذبذب؟

ما هو فقدان التarda?

يشير فقدان التarda إلى استهلاك الطاقة الذي يحدث في المواد المغناطيسية الفيرومغناطيسية (مثل النواة الحديدية) بسبب تأثير التarda أثناء عملية المغنطة. عندما يتغير المجال المغناطيسي الخارجي، فإن مغناطيسية المادة الفيرومغناطيسية لا تتبع التغيير في المجال المغناطيسي على الفور؛ بدلاً من ذلك، يوجد تأخير. بشكل خاص، عندما يعود قوة المجال المغناطيسي إلى الصفر، لا تعود المغناطيسية تماماً إلى الصفر ولكنها تحتاج إلى مجال مغناطيسي عكسي لإزالة المغناطيسية المتبقية. يؤدي هذا التأخير إلى استهلاك الطاقة كحرارة، وهذا ما يعرف بفقدان التarda.

تُظهر حلقة التarda هذا الظاهرة، حيث توضح العلاقة بين قوة المجال المغناطيسي (H) وكثافة التدفق المغناطيسي (B). المساحة المحصورة داخل حلقة التarda تمثل فقدان الطاقة لكل وحدة حجم من المادة لكل دورة كاملة للمغنطة.

دور فقدان التarda في الدوائر المغناطيسية

فقدان الطاقة:

في المحولات والأجهزة الكهربائية الأخرى، تكون النواة عادةً مصنوعة من مواد فيرومغناطيسية. أثناء تشغيل هذه الأجهزة، يتغير المجال المغناطيسي داخل النواة بشكل متكرر في الاتجاه والقوة. كل تغيير في المجال المغناطيسي يؤدي إلى فقدان التarda، مما يؤدي إلى استهلاك الطاقة كحرارة.

يقلل هذا فقدان الطاقة من الكفاءة الكلية للأجهزة لأن بعض الطاقة الداخلة تضيع في تسخين النواة بدلاً من استخدامها للعمل المقصود.

ارتفاع درجة الحرارة:

الحرارة التي تنتج عن فقدان التarda يمكن أن تسبب ارتفاع درجة حرارة النواة. إذا أصبحت درجة الحرارة عالية جداً، قد تضر بالمواد العازلة وتقلل من عمر الأجهزة أو حتى تؤدي إلى الفشل.

لذلك، عند تصميم واختيار المواد الفيرومغناطيسية، من الضروري النظر في خصائص التarda لتقليل إنتاج الحرارة غير الضرورية.

تأثير على أداء الجهاز:

يمكن أن يقلل فقدان التarda العالي من كفاءة الجهاز، خاصة في التطبيقات ذات التردد العالي حيث يكون هذه الفقدان كبيراً بشكل خاص. لتحسين الكفاءة، يتم اختيار مواد ذات قابلية مغناطيسية منخفضة والفقدان المنخفض مثل الفولاذ السيليكوني أو السبائك غير البلورية.

في بعض الحالات، يمكن تحسين تصميم الدائرة المغناطيسية لتقليل تواتر تغير كثافة التدفق المغناطيسي، وبالتالي تقليل فقدان التarda.

حساب فقدان التarda:

يمكن تقدير فقدان التarda باستخدام معادلة ستاينمتز:

حيث، Wh هو فقدان التarda لكل وحدة حجم (واط لكل متر مكعب)؛

kh هو ثابت يتعلق بالمادة؛

f هو تردد تغير المجال المغناطيسي (هرتز)؛

Bm هي كثافة التدفق المغناطيسي القصوى (تسلا)؛

n هو أس تجريبي، عادة ما يتراوح بين 1.6 و 2.0.

ملخص

فقدان التarda هو استهلاك الطاقة الناجم عن تأثير التarda في المواد الفيرومغناطيسية، ويظهر بشكل رئيسي كحرارة. في الدوائر المغناطيسية، يؤثر على كفاءة الجهاز وارتفاع درجة الحرارة، لذا يجب اعتبار اختيار المواد والتصميم بعناية. من خلال اختيار المواد المناسبة وتحسين التصميم، يمكن تقليل فقدان التarda بكفاءة، مما يحسن الأداء العام وعمر الخدمة للأجهزة.