ما هو حساب الدائرة المغناطيسية؟

بالنسبة لبعض الأغراض الفنية ، سننظر هنا في مثال للعديد منها ، من الضروري حساب معلمات الدوائر المغناطيسية. والأداة الرئيسية في هذه الحسابات هي قانون التشغيل العام. يبدو كالتالي: الخط المتكامل لمتجه شدة المجال المغناطيسي على طول حلقة مغلقة يساوي المجموع الجبري للتيارات التي تغطيها هذه الحلقة. القانون العام المعمول به مكتوب على النحو التالي:

وإذا كانت دائرة التكامل في هذه الحالة تغطي ملفًا من W يتدفق من خلاله تيار I ، فإن المجموع الجبري للتيارات هو المنتج I * W - يُطلق على هذا المنتج القوة الدافعة المغناطيسية لـ MDF ، والتي يُشار إليها بـ F هذا الموقف مكتوب على النحو التالي:

غالبًا ما يتم اختيار كفاف التكامل ليتزامن مع خط المجال المغناطيسي ، وفي هذه الحالة يتم استبدال المنتج المتجه بالمنتج المعتاد للكميات العددية ، ويتم استبدال التكامل بمجموع المنتجات H * L ، ثم أقسام المغناطيسية يتم اختيار الدائرة بحيث تعتبر القوة H عليها ثابتة. ثم يتخذ القانون العام المعمول به شكلاً أبسط:

هنا ، بالمناسبة ، يتم تقديم مفهوم "المقاومة المغناطيسية" ، والتي تُعرّف على أنها نسبة الجهد المغناطيسي H * L في منطقة معينة إلى التدفق المغناطيسي عليها:

على سبيل المثال ، ضع في اعتبارك الدائرة المغناطيسية الموضحة في الشكل. هنا ، النواة المغناطيسية لها نفس مساحة المقطع العرضي S على طولها بالكامل ، ولها طول معين لخط الوسط للمجال المغناطيسي L ، بالإضافة إلى فجوة هوائية بقيمة سيجما معروفة. من خلال لف الجرح من المعطى دائرة مغناطيسية، تيار ممغنط معين يتدفق.

في مشكلة حساب الدائرة المغناطيسية المباشرة ، بناءً على تدفق مغناطيسي معين Ф في الدائرة المغناطيسية ، أوجد حجم MDF F. أولاً ، حدد الحث B في الدائرة المغناطيسية ، لهذا اقسم التدفق المغناطيسي Ф على التقاطع- المنطقة المقطعية S للدائرة المغناطيسية.

الخطوة الثانية على طول منحنى المغنطة هي إيجاد قيمة شدة المجال المغناطيسي H المقابلة للقيمة المعطاة للتحريض B. ثم يتم تدوين قانون التيار الإجمالي ، حيث يتم تضمين جميع أقسام الدائرة المغناطيسية:

مثال على مشكلة مباشرة

لنفترض أن هناك دائرة مغناطيسية مغلقة - قلب حلقي مصنوع من فولاذ محول ، محاثة التشبع فيه 1.7 T. من الضروري العثور على التيار الممغنط I الذي يتشبع القلب عنده ، إذا كان معروفًا أن الملف يحتوي على W = 1000 يدور. طول خط الوسط هو Lav = 0.5 متر ، ويُعطى منحنى المغنطة.

إجابة:

ح * لاف = W * أنا.

أوجد H من منحنى المغنطة: H = 2500A / m.

لذلك ، أنا = H * Lav / W = 2500 * 0.5 / 1000 = 1.25 (أمبير).

ملحوظة.يتم حل مشاكل الفجوة غير المغناطيسية بطريقة مماثلة ، ثم يكون للجانب الأيسر من المعادلة مجموع كل HL لأقسام الدائرة المغناطيسية وقسم الفجوة. يتم تحديد قوة المجال المغناطيسي في الفجوة بقسمة التدفق المغناطيسي (هو نفسه في كل مكان على طول الدائرة المغناطيسية) على منطقة الفجوة وبواسطة النفاذية المغناطيسية في الفراغ.

تشير المشكلة العكسية لحساب الدائرة المغناطيسية إلى أنه بناءً على القوة الدافعة المغناطيسية المعروفة F ، من الضروري إيجاد حجم التدفق المغناطيسي.

لحل هذه المشكلة ، يلجأون أحيانًا إلى الخاصية المغناطيسية للدائرة MDF F = f (Ф) ، حيث تتوافق العديد من قيم التدفق المغناطيسي مع كل من قيمها الخاصة لـ MDS F. وهكذا في F ، قيمة التدفق المغناطيسي F.

مثال على مشكلة معكوسة

ملف من W = 1000 لفة ملفوفة على دائرة مغناطيسية حلقية مغلقة (كما في المشكلة المباشرة السابقة) من فولاذ المحولات ، تيار I = 1.25 أمبير يتدفق عبر الملف. طول خط الوسط L = 0.5 m المقطع العرضي للدائرة المغناطيسية S = 35 sq. Cm. أوجد التدفق المغناطيسي Φ في القلب باستخدام منحنى المغنطة المنخفض.

إجابة:

MDS F = I * W = 1.25 * 1000 = 1250 أمبير. F = HL ، مما يعني H = F / L = 1250 / 0.5 = 2500A / م.

من منحنى المغنطة نجد أنه بالنسبة لقوة معينة ، يكون الاستقراء B = 1.7 T.

التدفق المغناطيسي Ф = B * S ، مما يعني Ф = 1.7 * 0.0035 = 0.00595 Wb.

ملحوظة. سيكون التدفق المغناطيسي في جميع أنحاء الدائرة المغناطيسية غير المتفرعة هو نفسه ، وحتى إذا كانت هناك فجوة هوائية ، فسيكون التدفق المغناطيسي فيها هو نفسه التيار في الدائرة الكهربائية. يرى قانون أوم للدائرة المغناطيسية.

أمثلة أخرى: حساب الدوائر المغناطيسية