De magnetisk motvilje eller magnetisk motstand er motstanden som et medium presenterer for passering av magnetisk flux: jo høyere motvilje, desto vanskeligere er det å etablere magnetstrømmen. I en magnetisk krets har motvilje den samme rollen som den elektriske motstanden i en elektrisk krets.
En spole som beveges av en elektrisk strøm er et eksempel på en veldig enkel magnetisk krets. Takket være strømmen genereres en magnetisk strømning som avhenger av det geometriske arrangementet av spolen og også av intensiteten til strømmen som strømmer gjennom den..
Artikkelindeks
Betegner magnetisk strømning som Φm, du har:
Φm = N.i / (ℓc / μAc)
Hvor:
-N er antall svinger på spolen.
-Strømstyrken er Jeg.
-ℓc representerer lengden på kretsen.
-TILc er tverrsnittsområdet.
-μ er permeabiliteten til mediet.
Faktoren i nevneren som kombinerer geometrien pluss innflytelsen fra mediet, er nettopp den magnetiske motstanden til kretsen, en skalar størrelse som er betegnet med bokstaven ℜ, for å skille den fra elektrisk motstand. A) Ja:
ℜ = ℓc / μ.Ac
I det internasjonale systemet for enheter (SI) måles ℜ som det inverse av henry (multiplisert med antall svinger N). I sin tur er henry enheten for magnetisk induktans, tilsvarende 1 tesla (T) x kvadratmeter / ampere. Derfor:
1 TIME-1 = 1 A / T.mto
Som 1 T.mto = 1 weber (Wb), motvilje uttrykkes også i A / Wb (ampere / weber eller oftere ampere-turn / weber).
Siden magnetisk motstand har samme rolle som elektrisk motstand i en magnetisk krets, er det mulig å utvide analogien med en ekvivalent av Ohms lov V = IR for disse kretsene.
Selv om den ikke sirkulerer ordentlig, er magnetstrømmen Φm tar stedet for strøm, mens i stedet for spenning V, definerer magnetisk spenning eller magnetmotorkraft, analog med elektromotorisk kraft eller f. eks i elektriske kretser.
Magnetmotorkraften er ansvarlig for å opprettholde den magnetiske strømmen. Forkortet f.m.m og er betegnet som ℱ. Med det har vi endelig en ligning som relaterer de tre størrelsene:
ℱ = Φm . ℜ
Og sammenligne med ligningen Φm = N.i / (ℓc / μAc), det konkluderes med at:
ℱ = N.i
På denne måten kan motviljen beregnes med viten om geometrien til kretsen og permeabiliteten til mediet, eller også å kjenne den magnetiske fluksen og den magnetiske spenningen, takket være denne siste ligningen, kalt Hopkinsons lov.
Ligningen for magnetisk motvilje ℜ = ℓc / μAc den er lik R = L / σA for elektrisk motstand. I sistnevnte representerer σ materialets ledningsevne, L er ledningens lengde og A er dens tverrsnittsareal.
Disse tre størrelsene: σ, L og A er konstante. Imidlertid permeabiliteten til mediet μ, generelt er den ikke konstant, slik at den magnetiske motstanden til en krets ikke er konstant heller, i motsetning til den elektriske likningen.
Hvis det er en endring i mediet, for eksempel når det går fra luft til jern eller omvendt, er det en endring i permeabilitet, med den påfølgende variasjonen i motvilje. Og også magnetiske materialer går gjennom hysteresesykluser.
Dette betyr at påføringen av et eksternt felt får materialet til å beholde en del av magnetismen, selv etter at feltet er fjernet..
Av denne grunn er det nødvendig å nøye spesifisere på hvilket punkt i syklusen materialet befinner seg og hver gang magnetiseringen blir beregnet, hver gang den magnetiske motstanden beregnes..
Selv om motviljen avhenger mye av kretsens geometri, avhenger den også av mediumets permeabilitet. Jo høyere denne verdien er, desto lavere motvilje; slik er tilfellet med ferromagnetiske materialer. Luft har derimot lav permeabilitet, derfor er magnetisk motvilje høyere..
En solenoid er en vikling av lengden ℓ laget med N-svinger, gjennom hvilke en elektrisk strøm føres I. Svingene blir vanligvis viklet på en sirkulær måte.
Inne i det genereres et intenst og jevnt magnetfelt, mens utenfor feltet blir omtrent null..
Hvis viklingen får en sirkulær form, er det en torus. Innvendig kan det være luft, men hvis en jernkjerne er plassert, er magnetfluksen mye høyere, takket være den høye permeabiliteten til dette mineralet.
En magnetisk krets kan bygges ved å spole spolen på en rektangulær jernkjerne. På denne måten, når en strøm føres gjennom ledningen, er det mulig å etablere en intens feltstrøm innelukket i jernkjernen, som vist i figur 3.
Motviljen avhenger av lengden på kretsen og tverrsnittsarealet som er angitt i figuren. Den viste kretsen er homogen, siden kjernen er laget av et enkelt materiale og tverrsnittet forblir jevnt..
Finn magnetisk motvilje til en rettlinjet solenoid med 2000 omdreininger, vel vitende om at når en strøm på 5 A strømmer gjennom den, genereres en magnetisk strøm på 8 mWb.
Ligningen brukes ℱ = N.i for å beregne den magnetiske spenningen, siden strømstyrken og antall svinger i spolen er tilgjengelig. Det multipliserer bare:
ℱ = 2000 x 5 A = 10.000 amp-sving
Da blir det brukt av ℱ = Φm . ℜ, pass på å uttrykke den magnetiske strømmen i weber (prefikset "m" betyr "milli", så det multipliseres med 10 -3:
Φm = 8 x 10 -3 Wb
Nå er motviljen fjernet og verdiene erstattes:
ℜ = ℱ / Φm = 10.000 amp-sving / 8 x 10 -3 Wb = 1,25 x 106 amp-sving / Wb
Beregn den magnetiske motstanden til kretsen vist i figuren med dimensjonene som er vist i centimeter. Kjernens permeabilitet er μ = 0,005655 Tm / A og tverrsnittsarealet er konstant, 25 cmto.
Vi vil bruke formelen:
ℜ = ℓc / μAc
Permeabilitet og tverrsnittsareal er tilgjengelig som data i uttalelsen. Det gjenstår å finne lengden på kretsen, som er omkretsen av det røde rektangelet i figuren.
For dette måles lengden på en horisontal side i gjennomsnitt, og legger til større lengde og kortere lengde: (55 +25 cm) / 2 = 40 cm. Fortsett på samme måte for den vertikale siden: (60 +30 cm) / 2 = 45 cm.
Til slutt legges gjennomsnittslengden til de fire sidene til:
ℓc = 2 x 40 cm + 2 x 45 cm = 170 cm
Trekk ut substituerende verdier i motstandsformelen, men ikke før du uttrykker lengden og arealet av tverrsnittet - gitt i uttalelsen - i SI-enheter:
ℜ = 170 x 10 -tom / (0,005655 Tm / A x 0,0025 mto) = 120,248 amp-dreie / Wb
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.