Przepływ wycieku i zjawisko brzegowe
Analiza przepływu magnetycznego i efektu brzegowego
Definicja: Przepływ magnetyczny odchylający się od zamierzonej ścieżki w obwodzie magnetycznym nazywany jest przepływem uciekającym. Można to zilustrować za pomocą solenoidu, aby odróżnić przepływ uciekający od efektu brzegowego:
Gdy prąd przepływa przez solenoid, większość przepływu tworzy główny przepływ wzdłuż osi rdzenia, podczas gdy część ucieka na zewnątrz cewki, nie pełnie śledząc ścieżki rdzenia – to jest przepływ uciekający. W długim solenoidzie przepływ uciekający występuje głównie na obu końcach, gdzie linie pola magnetycznego rozchodzą się do otaczającego powietrza, zamiast przechodzić przez przekrój poprzeczny rdzenia.
Jednocześnie, na końcach solenoidu, linie pola magnetycznego wykazują nierównomierne rozłożenie, tworząc „efekt brzegowy”, który powoduje dyfuzję przepływu. W przeciwieństwie do przepływu uciekającego (który podkreśla odchylenie ścieżki), efekt brzegowy opisuje rozproszenie głównego przepływu na granicach. Obie zjawiska wpływają na wydajność solenoidu: przepływ uciekający powoduje straty energii, podczas gdy efekt brzegowy zniekształca pole magnetyczne, co wymaga optymalizacji poprzez środki takie jak zwiększenie przekroju poprzecznego rdzenia lub zastosowanie ekranów magnetycznych w projektach elektromagnetycznych.
Klasyfikacja przepływu w obwodach magnetycznych solenoidów
Większość przepływu magnetycznego generowanego przez solenoid propaguje się przez rdzeń, przebywa przez szczelinę powietrzną i przyczynia się do zamierzonej funkcji obwodu magnetycznego. Ten składnik definiowany jest jako użyteczny przepływ (φᵤ).
W praktyce nie wszystkie linie pola przestrzegają ściśle zaprojektowanej ścieżki w rdzeniu magnetycznym. Część przepływu emanuje wokół cewki lub wokół rdzenia bez przyczyniania się do operacyjnej funkcji obwodu. Ten niefunkcjonalny przepływ nazywany jest przepływem uciekającym (φₗ), który rozprasza się w otaczającym ośrodku, zamiast uczestniczyć w pracy elektromagnetycznej.
W konsekwencji całkowity przepływ (Φ) wyprodukowany przez solenoid to algebraiczna suma składowych użytecznego i uciekającego przepływu, wyrażona równaniem:Φ= ϕu + ϕl
Współczynnik przepływu uciekającego Stosunek całkowitego przepływu wyprodukowanego do użytecznego przepływu ustanowionego w szczelinie powietrznej obwodu magnetycznego nazywany jest współczynnikiem przepływu uciekającego lub czynnikiem przepływu uciekającego. Oznaczany jest symbolem (λ).
