Untuk apa perhitungan sirkuit magnetik?

Untuk beberapa tujuan teknis, di sini kami akan mempertimbangkan contoh beberapa di antaranya, perlu menghitung parameter sirkuit magnetik. Dan alat utama dalam perhitungan ini adalah hukum operasi umum. Kedengarannya seperti ini: integral garis dari vektor kekuatan medan magnet sepanjang loop tertutup sama dengan jumlah aljabar arus yang dicakup oleh loop ini. Hukum umum yang berlaku tertulis sebagai berikut:

Dan jika dalam kasus ini rangkaian integrasi mencakup kumparan putaran W yang melaluinya arus I mengalir, maka jumlah aljabar arus adalah produk I * W — produk ini disebut gaya gerak magnet MDF, yang dilambangkan F Posisi ini ditulis sebagai berikut:

Kontur integrasi sering dipilih bertepatan dengan garis medan magnet, dalam hal ini produk vektor diganti dengan produk biasa dari besaran skalar, integral diganti dengan jumlah produk H * L, kemudian bagian magnet sirkuit dipilih sehingga gaya H pada mereka dianggap konstan. Maka hukum umum yang berlaku mengambil bentuk yang lebih sederhana:

Di sini, ngomong-ngomong, konsep «hambatan magnet» diperkenalkan, didefinisikan sebagai rasio tegangan magnet H * L di area tertentu dengan fluks magnet Ф di atasnya:

Misalnya, perhatikan sirkuit magnetik yang ditunjukkan pada gambar. Di sini, inti feromagnetik memiliki luas penampang yang sama S sepanjang panjangnya, memiliki panjang tertentu dari garis tengah medan magnet L, serta celah udara dengan nilai sigma yang diketahui. Melalui luka berliku yang diberikan sirkuit magnetik, arus magnetisasi tertentu I mengalir.

Dalam soal perhitungan rangkaian magnet langsung, berdasarkan fluks magnet Ф yang diberikan pada rangkaian magnet, tentukan besarnya MDF F. Pertama, tentukan induksi B pada rangkaian magnet, untuk ini bagi fluks magnet Ф dengan persilangan luas penampang S dari sirkuit magnetik .

Langkah kedua di sepanjang kurva magnetisasi adalah menemukan nilai kekuatan medan magnet H yang sesuai dengan nilai yang diberikan dari induksi B. Kemudian hukum arus total dituliskan, di mana semua bagian dari rangkaian magnetik dimasukkan:

Contoh masalah langsung

Misalkan ada sirkuit magnetik tertutup - inti toroidal yang terbuat dari baja transformator, induktansi saturasi di dalamnya adalah 1,7 T. Perlu dicari arus magnetisasi I di mana inti akan jenuh, jika diketahui belitan mengandung W = 1000 putaran. Panjang garis tengah adalah Lav = 0,5 m Kurva magnetisasi diberikan.

Menjawab:

H * Lav = W * I.

Temukan H dari kurva magnetisasi: H = 2500A/m.

Oleh karena itu, I = H * Lav / W = 2500 * 0,5 / 1000 = 1,25 (amp).

Catatan.Masalah celah non-magnetik diselesaikan dengan cara yang sama, maka sisi kiri persamaan akan memiliki jumlah semua HL untuk bagian sirkuit magnetik dan untuk bagian celah. Kekuatan medan magnet di celah ditentukan dengan membagi fluks magnet (sama di mana-mana di sepanjang sirkuit magnetik) dengan luas celah dan dengan permeabilitas magnetik dalam kekosongan.

Masalah kebalikan dari perhitungan sirkuit magnetik menunjukkan bahwa, berdasarkan gaya gerak magnet F yang diketahui, perlu untuk menemukan besarnya fluks magnet.

Untuk mengatasi masalah ini, mereka terkadang menggunakan karakteristik magnetik dari rangkaian MDF F = f (Ф), di mana beberapa nilai fluks magnet Ф sesuai dengan masing-masing nilai MDS F mereka sendiri .Jadi pada F, nilai fluks magnet F.

Contoh soal terbalik

Kumparan W = 1000 putaran dililitkan pada sirkuit magnetik toroidal tertutup (seperti pada soal langsung sebelumnya) dari baja transformator, arus I = 1,25 ampere mengalir melalui kumparan. Panjang garis tengah adalah L = 0,5 m, penampang sirkuit magnetik adalah S = 35 cm persegi. Temukan fluks magnet Φ di inti menggunakan kurva magnetisasi tereduksi.

Menjawab:

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

Dari kurva magnetisasi kita temukan bahwa untuk gaya tertentu induksinya adalah B = 1,7 T.

Fluks magnet Ф = B * S, artinya Ф = 1,7 * 0,0035 = 0,00595 Wb.

Catatan. Fluks magnet di seluruh rangkaian magnet yang tidak bercabang akan sama, dan meskipun ada celah udara, maka fluks magnet di dalamnya akan sama dengan arus di rangkaian listrik. Melihat Hukum Ohm untuk sirkuit magnetik.

Contoh lain: Perhitungan sirkuit magnetik