Pentru ce se calculează circuitul magnetic?

Pentru unele scopuri tehnice, aici vom lua în considerare un exemplu de câteva dintre ele, este necesar să se calculeze parametrii circuitelor magnetice. Iar instrumentul principal în aceste calcule este legea generală de funcționare. Sună așa: integrala de linie a vectorului intensității câmpului magnetic de-a lungul unei bucle închise este egală cu suma algebrică a curenților acoperiți de această buclă. Legea generală aplicabilă este redactată după cum urmează:

Și dacă în acest caz circuitul de integrare acoperă o bobină de W spire prin care curge un curent I, atunci suma algebrică a curenților este produsul I * W - acest produs se numește forța magnetomotoare a MDF, care se notează F. Această poziție este scrisă după cum urmează:

Conturul de integrare este adesea ales să coincidă cu linia câmpului magnetic, în acest caz produsul vectorial este înlocuit cu produsul obișnuit al mărimilor scalare, integrala este înlocuită cu suma produselor H * L, apoi secțiunile magnetice. circuitele sunt alese astfel încât forța H asupra lor să fie considerată constantă. Atunci legea generală aplicabilă ia o formă mai simplă:

Aici, apropo, este introdus conceptul de „rezistență magnetică”, definit ca raportul dintre tensiunea magnetică H * L dintr-o zonă dată și fluxul magnetic Ф pe ea:

De exemplu, luați în considerare circuitul magnetic prezentat în figură. Aici, miezul feromagnetic are aceeași arie de secțiune transversală S pe toată lungimea sa. Are o anumită lungime a liniei centrale a câmpului magnetic L, precum și un spațiu de aer cu o valoare sigma cunoscută. Prin rana sinuoasa a datului circuit magnetic, curge un anumit curent de magnetizare I.

În problema de calcul a circuitului magnetic direct, pe baza unui flux magnetic dat Ф în circuitul magnetic, găsiți mărimea MDF F. Mai întâi, determinați inducția B în circuitul magnetic, pentru aceasta împărțiți fluxul magnetic Ф la cruce. aria secţiunii S a circuitului magnetic .

Al doilea pas de-a lungul curbei de magnetizare este găsirea valorii intensității câmpului magnetic H corespunzătoare valorii date a inducției B. Apoi se notează legea curentului total, în care sunt incluse toate secțiunile circuitului magnetic:

Un exemplu de problemă simplă

Să presupunem că există un circuit magnetic închis - un miez toroidal din oțel pentru transformator, inductanța de saturație în acesta este de 1,7 T. Este necesar să găsim curentul de magnetizare I la care se va satura miezul, dacă se știe că înfășurarea conține W. = 1000 de rotiri. Lungimea liniei centrale este Lav = 0,5 m. Este dată curba de magnetizare.

Răspuns:

H * Lav = W * I.

Găsiți H din curba de magnetizare: H = 2500A/m.

Prin urmare, I = H * Lav / W = 2500 * 0,5 / 1000 = 1,25 (amperi).

Notă.Problemele de decalaj nemagnetice sunt rezolvate într-un mod similar, atunci partea stângă a ecuației va avea suma tuturor HL pentru secțiunile circuitului magnetic și pentru secțiunea de gol. Puterea câmpului magnetic în spațiu este determinată prin împărțirea fluxului magnetic (este același peste tot de-a lungul circuitului magnetic) la aria spațiului și prin permeabilitatea magnetică în gol.

Problema inversă a calculării circuitului magnetic sugerează că, pe baza forței magnetomotoare cunoscute F, este necesar să se găsească mărimea fluxului magnetic.

Pentru a rezolva această problemă, ei recurg uneori la caracteristica magnetică a circuitului MDF F = f (Ф), unde mai multe valori ale fluxului magnetic Ф corespund fiecăreia dintre propriile valori ale MDS F. Deci pe F, valoarea fluxului magnetic F.

Un exemplu de problemă inversă

O bobină de W = 1000 de spire este înfășurată pe un circuit magnetic toroidal închis (ca în problema directă anterioară) din oțel de transformator, prin bobină circulă un curent I = 1,25 amperi. Lungimea liniei centrale este L = 0,5 m. Secțiunea transversală a circuitului magnetic este S = 35 cm2. Găsiți fluxul magnetic Φ în miez folosind curba de magnetizare redusă.

Răspuns:

MDS F = I * W = 1,25 * 1000 = 1250 amperi. F = HL, ceea ce înseamnă H = F / L = 1250 / 0,5 = 2500A / m.

Din curba de magnetizare aflăm că pentru o forță dată inducția este B = 1,7 T.

Fluxul magnetic Ф = B * S, ceea ce înseamnă Ф = 1,7 * 0,0035 = 0,00595 Wb.

Notă. Fluxul magnetic în întregul circuit magnetic neramificat va fi același și chiar dacă există un spațiu de aer, atunci fluxul magnetic din acesta va fi același cu curentul dintr-un circuit electric. Vedea Legea lui Ohm pentru un circuit magnetic.

Alte exemple: Calculul circuitelor magnetice