MAGNETINIS ATOTRŪKIS: VIENETAI, FORMULĖS, SKAIČIAVIMAS, PAVYZDŽIAI - FIZINIS - 2025

Magnetinio nenoras arba magnetinio varža yra opozicijos vidurkiai pristato magnetinio srauto ištrauka: didesnis nenoras sunkiau nustatyti magnetinį srautą. Magnetinėje grandinėje nenoras turi tą patį vaidmenį kaip elektrinė varža elektros grandinėje.

Ritė, perduodama elektros srove, yra labai paprastos magnetinės grandinės pavyzdys. Srovės dėka susidaro magnetinis srautas, kuris priklauso nuo ritės geometrinio išdėstymo ir nuo jo tekančios srovės intensyvumo.

1 paveikslas. Magnetinis atstumas yra magnetinių grandinių, tokių kaip transformatorius, savybė. Šaltinis: „Pixabay“.

Formulės ir vienetai

Pažymėdami magnetinį srautą kaip Φ _m , turime:

Kur:

-N yra ritės posūkių skaičius.

-Srovės stipris yra i.

-ℓ _c žymi grandinės ilgį.

- A _c yra skerspjūvio plotas.

-μ yra terpės pralaidumas.

Tvarkyklės koeficientas, jungiantis geometriją ir terpės įtaką, yra būtent grandinės magnetinis nenoras - skaliarinis dydis, žymimas raide ℜ, kad būtų galima atskirti jį nuo elektrinės varžos. Taigi:

Tarptautinėje vienetų sistemoje (SI) ℜ matuojamas kaip Henrio atvirkštinė dalis (padauginta iš posūkių skaičiaus N). Savo ruožtu Henris yra magnetinio induktyvumo vienetas, lygus 1 tesla (T) x kvadratiniam metrui / amperui. Taigi:

1 H ^-1 = 1 A / Tm ²

Kadangi 1 Tm ² = 1 weber (Wb), nenoras taip pat išreiškiamas A / Wb (amperas / weber arba dažniau amperas / weber).

Kaip apskaičiuojamas magnetinis nenoras?

Kadangi magnetinis nenoras vaidina tą patį vaidmenį kaip elektrinė varža magnetinėje grandinėje, galima išplėsti analogiją pagal šias grandines pagal Ohmo dėsnio V = IR ekvivalentą.

Nors jis cirkuliuoja netinkamai, magnetinis srautas Φ _m užima srovės vietą, o vietoj įtampos V yra apibrėžta magnetinė įtampa arba magnetomotorinė jėga, analogiška elektromotoriaus jėgai arba emf elektros grandinėse.

Magnetinio variklio jėga yra atsakinga už magnetinio srauto palaikymą. Jis sutrumpintas fmm ir žymimas kaip ℱ. Su ja pagaliau turime lygtį, susiejančią tris dydžius:

Ir palyginus su lygtimi Φ _m = Ni / (ℓ _c / μA _c ), daroma išvada, kad:

Tokiu būdu nenoras gali būti apskaičiuojamas žinant grandinės geometriją ir terpės pralaidumą arba taip pat žinant magnetinį srautą ir magnetinę įtampą šios paskutinės lygties dėka, vadinamą Hopkinsono dėsniu.

Skirtumas su elektrine varža

Magnetinio reaktyvumo ation = ℓ _c / μA _c lygtis yra panaši į R = L / σA elektrinę varžą. Pastarojoje σ žymi medžiagos laidumą, L yra vielos ilgis, o A yra jos skerspjūvio plotas.

Šie trys dydžiai: σ, L ir A yra pastovūs. Tačiau terpės μ pralaidumas apskritai nėra pastovus, taigi, skirtingai nei jos elektrinis panašumas, grandinės magnetinis atsparumas taip pat nėra pastovus.

Jei keičiasi terpė, pavyzdžiui, einant iš oro į geležį ar atvirkščiai, keičiasi pralaidumas, atitinkamai keičiantis nenoro laipsniui. Taip pat magnetinės medžiagos eina per histerezės ciklus.

Tai reiškia, kad pritaikius išorinį lauką medžiaga išsaugo tam tikrą magnetizmą, net ir pašalinus lauką.

Dėl šios priežasties kiekvieną kartą apskaičiuojant magnetinį atsainį, reikia atidžiai nurodyti, kur yra medžiaga, ir žinoti jos įmagnetinimą.

Pavyzdžiai

Nors nenoras labai priklauso nuo grandinės geometrijos, jis taip pat priklauso nuo terpės pralaidumo. Kuo didesnė ši vertė, tuo mažesnis nenoras; toks yra feromagnetinių medžiagų atvejis. Oras, priešingai, turi mažą pralaidumą, todėl jo magnetinis nenoras yra didesnis.

Solenoidai

Solenoidas yra ilgio ing apvija, padaryta N posūkiais, per kurią praleidžiama elektros srovė I. Posūkiai paprastai suvynioti apskritimo forma.

Jo viduje sukuriamas intensyvus ir tolygus magnetinis laukas, o išorėje laukas tampa maždaug lygus nuliui.

2 pav. Magnetinis laukas solenoido viduje. Šaltinis: „Wikimedia Commons“. Rajiv1840478.

Jei apvijai suteikiama apskritimo forma, ji turi torą. Viduje gali būti oro, tačiau, jei dedama geležies šerdis, magnetinis srautas yra daug didesnis dėl šio mineralo aukšto pralaidumo.

Ritė suvyniota ant stačiakampio geležies šerdies

Magnetinę grandinę galima sukurti apvijant ritę ant stačiakampio geležies šerdies. Tokiu būdu, kai per laidą praleidžiama srovė, įmanoma nustatyti intensyvų lauko srautą, esantį geležies šerdyje, kaip parodyta 3 paveiksle.

Nenorimumas priklauso nuo grandinės ilgio ir paveikslėlyje nurodyto skerspjūvio ploto. Parodyta grandinė yra vienalytė, nes šerdis yra pagaminta iš vienos medžiagos, o skerspjūvis išlieka vienodas.

3 pav. Paprasta magnetinė grandinė, susidedanti iš ritės, apvyniotos ant geležies šerdies stačiakampio formos. Kairės figūros šaltinis: „Wikimedia Commons“. Dažnai

Išspręsta mankšta

- 1 pratimas

Suraskite tiesinio tiesinio solenoido, turinčio 2000 posūkių, magnetinį nenorą, žinant, kad kai per jį teka 5 A srovė, susidaro 8 mWb magnetinis srautas.

Sprendimas

Magnetinei įtampai apskaičiuoti naudojama lygtis ℱ = Ni, nes yra srovės stipris ir apsisukimų skaičius ritėje. Jis tiesiog dauginasi:

Tada naudojamas ℱ = Φ _m . ℜ, pasirūpindami, kad magnetinis srautas būtų išreikštas weber (priešdėlis „m“ reiškia „mili“, taigi jis padauginamas iš 10 ^-3 :

Dabar nenoras pašalinamas ir vertės pakeičiamos:

- 2 pratimas

Apskaičiuokite paveikslėlyje pavaizduotos grandinės magnetinį nenorą, nurodytais matmenimis, pateiktais centimetrais. Šerdies pralaidumas yra μ = 0,005655 T · m / A, o skerspjūvio plotas yra pastovus, 25 cm ² .

4 pavyzdys. 2 pavyzdžio magnetinė grandinė. Šaltinis: F. Zapata.

Sprendimas

Mes taikysime formulę:

Pralaidumas ir skerspjūvio plotas pateikiami kaip duomenys ataskaitoje. Belieka rasti grandinės ilgį, kuris yra raudonojo stačiakampio perimetras paveiksle.

Tam tikslui apskaičiuojamas horizontalios pusės ilgis, pridedant didesnį ilgį ir trumpesnį ilgį: (55 +25 cm) / 2 = 40 cm. Tada atlikite tą patį kelią vertikalioje pusėje: (60 +30 cm) / 2 = 45 cm.

Galiausiai pridedami vidutiniai keturių kraštų ilgiai:

Atimkite iš nepageidaujamų verčių formulės pakaitinių verčių, tik neišreiškę išrašuose nurodyto skerspjūvio ilgio ir ploto SI vienetais:

Nuorodos

1. Alemán, M. Feromagnetinis branduolys. Atkurta iš: youtube.com.
2. Magnetinė grandinė ir nenoras. Atkurta iš: mse.ndhu.edu.tw.
3. Spinadel, E. 1982. Elektrinės ir magnetinės grandinės. Nauja biblioteka.
4. Vikipedija. Magnetomotorinė jėga. Atkurta iš: es.wikipedia.org.
5. Vikipedija. Magnetinis nenoras. Atkurta iš: es.wikipedia.org.