منحنى المغناطيسية لمولد التيار المستمر

منحنى المغناطيسية لمولد التيار المستمر

النقاط الرئيسية للتعلم:

تعريف منحنى المغناطيسية: يظهر منحنى المغناطيسية للمعدة الكهربائية ذات التيار المستمر العلاقة بين تيار المجال وتوتر المحور على دائرة مفتوحة.

الأهمية: يشير منحنى المغناطيسية إلى التشبع في الدائرة المغناطيسية، وهو أمر حاسم لفهم كفاءة المولد.

نقطة التشبع: هذه النقطة، المعروفة أيضًا باسم ركبة المنحنى، تظهر حيث تكون الزيادات الإضافية في تيار المجال تعطي زيادة طفيفة فقط في التدفق المغناطيسي.

محاذاة الجزيئات: مع زيادة تيار المجال، يتم محاذاة الجزيئات المغناطيسية، مما يزيد من التدفق المغناطيسي والجهد المولد حتى الوصول إلى نقطة التشبع.

المغناطيسية المتبقية: حتى عندما يكون التيار صفرًا، لا يزال هناك بعض المغناطيسية المتبقية في نواة المولد، مما يؤثر على منحنى المغناطيسية.

يُعرّف مولد التيار المستمر بأنه ذلك المنحنى الذي يوضح العلاقة بين تيار المجال وتوتر المحور على دائرة مفتوحة.

عند تشغيل مولد التيار المستمر بواسطة محرك أولي، يتم إثارة فرق جهد في المحور. يمكن التعبير عن الفرق الجهد المولد في المحور بالمعادلة التالية

وهو ثابت بالنسبة للمعدة المعينة. يتم استبداله بـ K في هذه المعادلة.

حيث،

φ هو التدفق لكل قطب،

P هو عدد الأقطاب،

N هو عدد الدورات التي يقوم بها المحور في الدقيقة،

Z هو عدد الموصلات في المحور،

A هو عدد المسارات المتوازية.

من خلال المعادلة، يمكننا أن نرى بوضوح أن الفرق الجهد المولد يتناسب طردياً مع حاصل ضرب التدفق لكل قطب وسرعة المحور.

إذا كانت السرعة ثابتة، فإن الفرق الجهد المولد يتناسب طردياً مع التدفق لكل قطب.

مع زيادة تيار التحريض أو تيار المجال (If)، يزداد التدفق والفرق الجهد المولد.

إذا رسمنا الفرق الجهد المولد على محور Y وتيار المجال على محور X، سيكون منحنى المغناطيسية كما هو موضح في الشكل أدناه.

منحنى المغناطيسية لمولد التيار المستمر مهم لأنه يظهر التشبع في الدائرة المغناطيسية. يعرف هذا المنحنى أيضًا باسم منحنى التشبع.

وفقاً للنظرية الجزيئية للمغناطيسية، فإن جزيئات المادة المغناطيسية غير المغناطيسة ليست مرتبة أو محاذاة بشكل محدد. عند مرور التيار عبر المادة المغناطيسية، يتم ترتيب جزيئاتها بشكل محدد. حتى قيمة معينة لتيار المجال، يتم ترتيب أقصى عدد من الجزيئات. في هذه المرحلة، يزداد التدفق المغناطيسي في القطب بشكل مباشر مع تيار المجال ويزداد الفرق الجهد المولد أيضًا. هنا، في هذا المنحنى، يظهر الجزء من النقطة B إلى النقطة C هذا الظاهرة، وجزء منحنى المغناطيسية هذا هو تقريبًا خط مستقيم. فوق نقطة معينة (النقطة C في هذا المنحنى) تصبح الجزيئات غير المغناطيسية قليلة جدًا ويصبح من الصعب زيادة التدفق المغناطيسي في القطب. تسمى هذه النقطة نقطة التشبع. تُعرف النقطة C أيضًا باسم ركبة منحنى المغناطيسية. تتطلب زيادة صغيرة في المغناطيسية تيار مجال كبير للغاية فوق نقطة التشبع. لهذا السبب، الجزء العلوي من المنحنى (من النقطة C إلى النقطة D) يكون مقوسًا كما هو موضح في الشكل.

لا يبدأ منحنى المغناطيسية لمولد التيار المستمر من الصفر في البداية. بل يبدأ من قيمة الفرق الجهد المولد بسبب المغناطيسية المتبقية.

المغناطيسية المتبقية

في المواد المغناطيسية الحديدية، تزداد القوة المغناطيسية والفرق الجهد المولد مع مرور التيار عبر الملفات. عندما يقل التيار إلى الصفر، يبقى بعض القوة المغناطيسية في نواة الملف، وهذا ما يعرف بالمغناطيسية المتبقية. تصنع نواة معدة التيار المستمر من المواد المغناطيسية الحديدية.