Per a què serveix el càlcul del circuit magnètic?

Per a alguns propòsits tècnics, aquí considerarem un exemple de diversos d'ells, cal calcular els paràmetres dels circuits magnètics. I l'eina principal en aquests càlculs és la llei general de funcionament. Sona així: la integral de línia del vector d'intensitat del camp magnètic al llarg d'un bucle tancat és igual a la suma algebraica dels corrents coberts per aquest bucle. La llei general aplicable queda redactada de la següent manera:

I si en aquest cas el circuit d'integració cobreix una bobina de W girs per on passa un corrent I, aleshores la suma algebraica dels corrents és el producte I * W; aquest producte s'anomena força magnetomotriu del MDF, que es denota F. . Aquesta posició s'escriu de la següent manera:

Sovint s'escull el contorn d'integració perquè coincideixi amb la línia del camp magnètic, en aquest cas el producte vectorial se substitueix pel producte habitual de magnituds escalars, la integral es substitueix per la suma dels productes H * L, i després les seccions del magnètic. circuit es trien de manera que la força H sobre ells es consideri constant. Aleshores, la llei general aplicable pren una forma més senzilla:

Aquí, per cert, s'introdueix el concepte de "resistència magnètica", definit com la relació entre la tensió magnètica H * L en una àrea determinada i el flux magnètic Ф sobre ella:

Per exemple, considereu el circuit magnètic que es mostra a la figura. Aquí, el nucli ferromagnètic té la mateixa àrea de secció transversal S al llarg de tota la seva longitud, té una certa longitud de la línia central del camp magnètic L, així com un espai d'aire amb un valor sigma conegut. A través de la ferida sinuosa del donat circuit magnètic, circula un cert corrent magnetitzant I.

En el problema de càlcul del circuit magnètic directe, basat en un flux magnètic donat Ф al circuit magnètic, trobeu la magnitud del MDF F. En primer lloc, determineu la inducció B al circuit magnètic, per a això dividiu el flux magnètic Ф per la creu creuada. àrea de la secció S del circuit magnètic.

El segon pas al llarg de la corba de magnetització és trobar el valor de la intensitat del camp magnètic H corresponent al valor donat de la inducció B. Aleshores s'escriu la llei del corrent total, en la qual s'inclouen totes les seccions del circuit magnètic:

Un exemple de problema senzill

Suposem que hi ha un circuit magnètic tancat: un nucli toroidal d'acer del transformador, la inductància de saturació en ell és d'1,7 T. Cal trobar el corrent de magnetització I amb el qual es saturarà el nucli, si se sap que el bobinat conté W = 1000 girs. La longitud de la línia central és Lav = 0,5 m. Es dóna la corba de magnetització.

Resposta:

H * Lav = W * I.

Trobeu H a partir de la corba de magnetització: H = 2500A/m.

Per tant, I = H * Lav / W = 2500 * 0,5 / 1000 = 1,25 (amps).

Nota.Els problemes de buits no magnètics es resolen de manera similar, aleshores el costat esquerre de l'equació tindrà la suma de tots els HL per a les seccions del circuit magnètic i per a la secció de buits. La força del camp magnètic a la bretxa es determina dividint el flux magnètic (és igual a tot arreu del circuit magnètic) per l'àrea de la bretxa i per permeabilitat magnètica en el buit.

El problema invers de calcular el circuit magnètic suggereix que, a partir de la força magnetomotriu coneguda F, cal trobar la magnitud del flux magnètic.

Per resoldre aquest problema, de vegades recorren a la característica magnètica del circuit MDF F = f (Ф), on diversos valors del flux magnètic Ф corresponen a cadascun dels seus propis valors de MDS F . Per tant, F, el valor del flux magnètic F.

Un exemple de problema invers

Una bobina de W = 1000 espires s'enrotlla en un circuit magnètic toroidal tancat (com en el problema directe anterior) d'acer del transformador, un corrent I = 1,25 amperes flueix per la bobina. La longitud de la línia central és L = 0,5 m. La secció transversal del circuit magnètic és S = 35 cm quadrats. Trobeu el flux magnètic Φ al nucli utilitzant la corba de magnetització reduïda.

Resposta:

MDS F = I * W = 1,25 * 1000 = 1250 amperes. F = HL, que significa H = F / L = 1250 / 0,5 = 2500A / m.

A partir de la corba de magnetització trobem que per a una força donada la inducció és B = 1,7 T.

Flux magnètic Ф = B * S, que significa Ф = 1,7 * 0,0035 = 0,00595 Wb.

Nota. El flux magnètic al llarg del circuit magnètic no ramificat serà el mateix, i fins i tot si hi ha un buit d'aire, llavors el flux magnètic en ell serà el mateix que el corrent en un circuit elèctric. Vegeu Llei d'Ohm per a un circuit magnètic.

Altres exemples: Càlcul de circuits magnètics