Vad är beräkningen av magnetkretsen till för?
För vissa tekniska ändamål kommer vi här att överväga ett exempel på flera av dem, det är nödvändigt att beräkna parametrarna för de magnetiska kretsarna. Och huvudverktyget i dessa beräkningar är den allmänna driftlagen. Det låter så här: linjeintegralen för magnetfältstyrkevektorn längs en sluten slinga är lika med den algebraiska summan av strömmarna som täcks av denna slinga. Den allmänna tillämpliga lagen är skriven enligt följande:
Och om integrationskretsen i det här fallet täcker en spole med W-varv genom vilken en ström I flyter, så är den algebraiska summan av strömmarna produkten I * W - denna produkt kallas MDF:s magnetomotoriska kraft, som betecknas F . Denna position är skriven enligt följande:
Integreringskonturen väljs ofta för att sammanfalla med magnetfältslinjen, i detta fall ersätts vektorprodukten med den vanliga produkten av skalära kvantiteter, integralen ersätts med summan av produkterna H * L, sedan sektionerna av den magnetiska kretsen är valda så att kraften H på dem anses vara konstant. Då tar den allmänna tillämpliga lagen en enklare form:
Här introduceras förresten begreppet «magnetiskt motstånd», definierat som förhållandet mellan den magnetiska spänningen H * L i ett givet område och det magnetiska flödet Ф på den:
Tänk till exempel på den magnetiska kretsen som visas i figuren. Här har den ferromagnetiska kärnan över hela sin längd samma tvärsnittsarea S. Den har en viss längd av magnetfältets L centrumlinje samt ett luftgap med känt sigmavärde. Genom det givnas vindlande sår magnetisk krets, flyter en viss magnetiseringsström I.
I det direkta magnetiska kretsberäkningsproblemet, baserat på ett givet magnetiskt flöde Ф i den magnetiska kretsen, hitta storleken på MDF F. Bestäm först induktionen B i den magnetiska kretsen, för detta dividera det magnetiska flödet Ф med kors- sektionsarea S för den magnetiska kretsen.
Det andra steget längs magnetiseringskurvan är att hitta värdet på den magnetiska fältstyrkan H som motsvarar det givna värdet på induktionen B. Därefter skrivs den totala strömlagen ner, i vilken alla delar av magnetkretsen ingår:
Ett exempel på ett enkelt problem
Antag att det finns en sluten magnetisk krets - en ringkärna gjord av transformatorstål, mättnadsinduktansen i den är 1,7 T. Det är nödvändigt att hitta magnetiseringsströmmen I vid vilken kärnan kommer att mättas, om det är känt att lindningen innehåller W = 1000 snurr. Längden på mittlinjen är Lav = 0,5 m. Magnetiseringskurvan anges.
Svar:
H * Lav = W * I.
Hitta H från magnetiseringskurvan: H = 2500A/m.
Därför är I = H * Lav / W = 2500 * 0,5 / 1000 = 1,25 (ampere).
Notera.Icke-magnetiska gapproblem löses på liknande sätt, då kommer vänster sida av ekvationen att ha summan av alla HL för de magnetiska kretssektionerna och för gapsektionen. Styrkan på magnetfältet i gapet bestäms genom att dividera det magnetiska flödet (det är lika överallt längs magnetkretsen) med arean av gapet och med magnetisk permeabilitet i tomrummet.
Det omvända problemet med att beräkna den magnetiska kretsen antyder att det, baserat på den kända magnetomotoriska kraften F, är nödvändigt att hitta storleken på det magnetiska flödet.
För att lösa detta problem tillgriper de ibland den magnetiska karaktäristiken för kretsen MDF F = f (Ф), där flera värden av det magnetiska flödet Ф motsvarar vart och ett av deras egna värden för MDS F Så på F, värdet på det magnetiska flödet F.
Ett exempel på ett omvänt problem
En spole på W = 1000 varv lindas på en sluten toroidal magnetisk krets (som i det tidigare direkta problemet) av transformatorstål, en ström I = 1,25 ampere flyter genom spolen. Längden på mittlinjen är L = 0,5 m. Tvärsnittet av den magnetiska kretsen är S = 35 sq. Cm. Hitta det magnetiska flödet Φ i kärnan med hjälp av den reducerade magnetiseringskurvan.
Svar:
MDS F = I * W = 1,25 * 1000 = 1250 ampere. F = HL, vilket betyder H = F / L = 1250 / 0,5 = 2500A / m.
Från magnetiseringskurvan finner vi att för en given kraft är induktionen B = 1,7 T.
Magnetiskt flöde Ф = B * S, vilket betyder Ф = 1,7 * 0,0035 = 0,00595 Wb.
Notera. Det magnetiska flödet i hela den oförgrenade magnetiska kretsen kommer att vara detsamma, och även om det finns ett luftgap, så kommer det magnetiska flödet i den att vara detsamma som strömmen i en elektrisk krets. Ser Ohms lag för en magnetisk krets.
Andra exempel: Beräkning av magnetiska kretsar