طرق حساب المجالات المغناطيسية

هناك أنواع عديدة من المهام لحساب المجالات المغناطيسية. بالإضافة إلى مهام تحديد تحريض الدوائر العاملة في مجال مغناطيسي ، هناك أيضًا مهام لحساب المجالات المغناطيسية في الهياكل المغناطيسية الحديدية المعقدة ، ومهام توزيع التيارات في حجم معين للحصول على مجال مغناطيسي بكثافة معينة ، إلخ.

يمكن تقسيم طرق حساب المجالات المغناطيسية إلى تحليلية ورسومية وتجريبية.يمكن تقسيم طرق حساب المجالات المغناطيسية إلى تحليلية ورسومية وتجريبية.يمكن تقسيم طرق حساب المجالات المغناطيسية إلى:

• تحليلي

• رسومية.

• تجريبي.

تستخدم الطرق التحليلية تكامل معادلات بواسون (للمناطق التي يتدفق فيها التيار) ، وتكامل مستويات لابلاس (للمناطق التي لا تشغلها التيارات) ، وطريقة الصور المرآة ، إلخ. في حالة التناظر الكروي أو الأسطواني ، يتم استخدام الصيغ لقوانين التشغيل العامة.

في وجود وسائط ممغنطة ، يمكن حل المشكلات باستخدام كل من الإمكانات المغناطيسية العددية والمتجهة. إذا كانت التيارات الحرة خارج نطاق الاهتمام بالنسبة لنا ، فمن الأفضل حل المشكلة باستخدام الإمكانات العددية. في هذه الحالة ، يتم التعبير عن الشروط الحدية بواسطة احتمالية قياسية.

لحساب المجال المغناطيسي في وسط مغناطيسي مغناطيسي مستمر ، يتم استخدام طريقة تعتمد على تشابه معادلات المجال المغناطيسي مع معادلات التيار المباشر في وسط موصل. ومع ذلك ، فإن الطريقة صالحة في ظل نفس الشروط الحدودية ، وهذا ليس هو الحال عادة.

في الواقع ، في حين أن التوصيل الكهربائي للمساحة حول الأسلاك هو صفر ، فلا توجد عوازل للتدفق المغناطيسي ويمكن أن يكون تسرب التدفق الموازي للعناصر الفردية كبيرًا. كلما زادت النفاذية المغناطيسية للدائرة المغناطيسية ، تم الحصول على أخطاء أقل.

على الرغم من تقارب النتائج ، فإن تمثيل مسار التدفق على شكل دائرة مغناطيسية هو أساس تصميم الآلات والمعدات الكهربائية ، حيث يتيح إجراء الحسابات في الحالات التي يتم فيها حل المشكلة بالطرق العامة عمليا مستحيل.

يتم إدخال تعقيد في الحسابات في وجود المواد المغناطيسية من خلال الاعتماد غير الخطي للنفاذية المغناطيسية على شدة المجال. إذا كان هذا الاعتماد معروفًا ، فسيتم حل المشكلة بطريقة التقريبات المتتالية.

أولاً ، تم إيجاد حل بافتراض أن قيمة النفاذية ثابتة.ثم بعد تحديد النفاذية في نقاط مختلفة من الدائرة المغناطيسية ، يتم حل المشكلة مرة أخرى ، مع مراعاة تصحيحات قيمة النفاذية المغناطيسية. يتكرر الحساب حتى يتم الحصول على الانحرافات المسموح بها لقيم شدة المجال المغناطيسي أو الحث المغناطيسي عن تلك المحددة.

تجعل الطرق التحليلية ، بسبب الصعوبات ذات الطبيعة الرياضية ، من الممكن حل مجموعة صغيرة جدًا من المشكلات. في الحالات التي يكون فيها حساب المجال بالطرق التحليلية أمرًا صعبًا ، لجأ إلى البناء الرسومي لصورة الحقل. يمكن استخدام هذه الطريقة لحساب حقول الدوران ثنائية الأبعاد.

في الحالات الصعبة للغاية ، خاصة في المجالات المكانية ، يلجأون إلى دراسة تجريبية للمجال ، والتي تتمثل في تحديد الاستقراء في نقاط فردية من المجال بإحدى طرق قياس هذه الكمية.

كما يتم استخدام محاكاة باستخدام الحقول الحالية في وسط موصل ، وتعتمد هذه المحاكاة على التناظر بين مجال في وسط ناقل ومجال مغناطيسي إيدي.

يتم إجراء أبسط دراسة نوعية للمجال المغناطيسي عن طريق تحديد نمط المجال باستخدام نشارة فولاذية مصبوبة على لوح مسطح من مادة غير مغناطيسية ، أو باستخدام مساحيق أكسيد الحديد المعلقة في سائل مثل الكيروسين. الطريقة الأخيرة تستخدم على نطاق واسع للكشف عن العيوب المغناطيسية في منتجات الصلب.

في المستقبل ، في موقع "مفيد للكهربائي" ، سننظر في عدة مهام نموذجية لحساب المجالات المغناطيسية: حساب مجال الكرة الكهرومغناطيسية في مجال مغناطيسي موحد في الفراغ (في الهواء) ، وهي طريقة لاستخدام الطريقة صور المرآة لحساب المجالات المغناطيسية ، أمثلة بحسابات الدوائر المغناطيسية المختلفة.

أنظر أيضا:

ما هو حساب الدوائر المغناطيسية؟

المجال المغناطيسي للملف الحامل للتيار

مبادئ قياس المجالات المغناطيسية وأدوات قياس معلمات المجال المغناطيسي