تسرب الفيض والمجال المتشعّب

تحليل التسرب المغناطيسي وتاثير الحافة

التعريف: يشير التسرب المغناطيسي إلى التدفق المغناطيسي الذي ينحرف عن المسار المقصود في الدائرة المغناطيسية. يمكن توضيح ذلك باستخدام ملف لفائف لتمييز بين التسرب المغناطيسي وتاثير الحافة:

عندما يمر التيار عبر ملف لفائف، يتكون معظم التدفق المغناطيسي كتدفق رئيسي على طول محور اللب، بينما يتسرب جزء منه خارج اللفائف دون اتباع مسار اللب بالكامل وهذا هو التسرب المغناطيسي. في ملف لفائف طويل، يحدث التسرب المغناطيسي بشكل أساسي عند كلا النهايتين، حيث تنحرف خطوط المجال المغناطيسي إلى الهواء المحيط بدلاً من المرور عبر مقطع عرضي لللب.

وفي الوقت نفسه، عند نهايات ملف اللفائف، تظهر خطوط المجال المغناطيسي توزيعًا غير موحد، مما يخلق "تاثير الحافة" الذي يسبب انتشار التدفق. على عكس التسرب المغناطيسي (الذي يركز على انحراف المسار)، يصف التشتت التشتت الرئيسي للتدفق عند الحدود. يؤثر كلا الظاهرتين على كفاءة ملف اللفائف: يؤدي التسرب المغناطيسي إلى فقدان الطاقة، بينما يتشوه المجال المغناطيسي بسبب التشتت، مما يتطلب تحسينًا من خلال إجراءات مثل زيادة مقطع عرضي لللب أو تطبيق الدرع المغناطيسي في التصاميم الكهرومغناطيسية.

تصنيف التدفق في دوائر ملف اللفائف المغناطيسية

يتنقل الغالبية العظمى من التدفق المغناطيسي الذي يولده ملف اللفائف عبر اللب، ويمر عبر الفجوة الهوائية، ويساهم في الوظيفة المقصودة للدائرة المغناطيسية. يتم تعريف هذا الجزء بأنه التدفق المفيد (φᵤ).

في السيناريوهات العملية، لا يلتزم جميع التدفق بالمسار المصمم داخل اللب المغناطيسي. ينبعث جزء من التدفق حول اللفائف أو يحيط باللب دون أن يساهم في الغرض التشغيلي للدائرة. يُسمى هذا التدفق غير الوظيفي بتسرب التدفق (φₗ)، والذي ينتشر في الوسط المحيط بدلاً من المشاركة في العمل الكهرومغناطيسي.

وبالتالي، فإن التدفق الكلي (Φ) الذي يولده ملف اللفائف هو المجموع الجبري لمكونات التدفق المفيد والتسرب، ويعبر عنها بالمعادلة:Φ= ϕu + ϕl

معامل التسرب نسبة التدفق الكلي المنتج إلى التدفق المفيد المحدد في الفجوة الهوائية للدائرة المغناطيسية تسمى معامل التسرب أو عامل التسرب. يرمز لها بـ (λ).