עקומת המגנטיות של מנוע גלובתי DC

עקומת המגנטיות של מנוע ישר זרם

נקודות למידה עיקריות:

הגדרת עקומת המגנטיות: עקומת המגנטיות של מכשיר ישר זרם מציגה את הקשר בין הזרם בשדה לביןря напряжение на выводах якоря при разомкнутой цепи.

חשיבות: עקומת המגנטיות מצביעה על השפיע של מעגל מגנטי, מה שחשוב להבנת יעילות הגנרטור.

נקודת השפיע: נקודה זו, הידועה גם ככף העקומה, מראה שבהרבה יותר בזרם השדה יש תוספת מינימלית בעוצמת השדה המגנטי.

יישור מולקולרי: ככל שהזרם בשדה גדל, מולקולות מגנטיות מתארכות, ועוצמת השדה המגנטי והמתח המופק עולים עד להשפיע.

מגנטיות שארית: אפילו כשהזרם הוא אפס, ישנה מגנטיות מסוימת שנשארת בליבת הגנרטור, השפיעה על עקומת המגנטיות.

עקומת הגנרטור הישר זרם היא זו שנותנת את הקשר בין הזרם בשדה למתח על היציאות של האקור כאשר המעגל פתוח.

כאשר גנרטור ישר זרם מופעל על ידי מנוע ראשי, מושרה מתח באקור. המתח המופק באקור נתון על ידי הביטוי

קבוע עבור מכונה נתונה. הוא מוחלף על ידי K בביטוי הזה.

כאן,

φ הוא השדה המגנטי לכל קוטב,

P הוא מספר הקטבים,

N הוא מספר הסיבובים שמבצע האקור לדקה,

Z הוא מספר המוליכים באקור,

A הוא מספר המסלולים מקבילים.

עכשיו, מהמשוואה אפשר לראות בבירור שהמתח המופק פרופורציונלי למכפלת השדה המגנטי לכל קוטב ומהירות האקור.

אם המהירות קבועה, אז המתח המופק פרופורציונלי לשדה המגנטי לכל קוטב.

כשהזרם המעורר או הזרם בשדה (If) גדל, השדה המגנטי והמתח המופק עולים גם כן.

אם נצייר את המתח המופק ציר Y ואת הזרם בשדה על ציר X, אז עקומת המגנטיות תהיה כפי שמוצג בתמונה שלהלן.

עקומת המגנטיות של גנרטור ישר זרם חשובה כי היא מראה את השפיע של מעגל מגנטי. עקומה זו ידועה גם בשם עקומת השפיע.

לפי תורת המגנטיות המולקולרית, מולקולות חומר מגנטי, שאינו מגנטיזציה, אינן מסודרות או מאורגנות בסדר מוגדר. כשזרם עובר דרך החומר המגנטי, מולקולותיו מסודרות בסדר מוגדר. עד ערך מסוים של זרם שדה, המולקולות המקסימליות מסודרות. בשלב זה השדה המגנטי המוקם בקטבים עולה באופן ישיר עם זרם השדה והמתח המופק עולה גם כן. כאן, בעקומה הזו, נקודת B עד נקודת C מראות את התופעה הזו וחלק זה של עקומת המגנטיות כמעט קו ישר. מעל ערך מסוים (נקודת C בעקומה הזו) המולקולות לא-מגנטיות נעשות מאוד מעטות ומגיעה להיות מאוד קשה להגדיל עוד את השדה המגנטי בקטבים. נקודה זו נקראת נקודת השפיע. נקודת C ידועה גם ככף עקומת המגנטיות. עלייה קטנה במגנטיות דורשת זרם שדה גדול מאוד מעל נקודת השפיע. לכן חלק העליון של העקומה (נקודת C עד נקודת D) מטושטש כמו שמוצג בתמונה.

עקומת המגנטיות של גנרטור ישר זרם אינה מתחילת מ-0 בהתחלה. היא מתחילת מערך מסוים של מתח מופק בשל מגנטיות שארית.

מגנטיות שארית

בחומרים פרומגנטיים, כוח מגנטי ומתח מופק עולים ככל שזרם זורם דרך הסלים. כשהזרם מוריד לאפס, ישנה מגנטיות מסוימת שנשארת בליבת הסל, הידועה כמגנטיות שארית. הליבה של מכשיר ישר זרם מיוצרת מחומרים פרומגנטיים.