Что такое магнитное сопротивление

Магнитная цепь

Магнитной цепью называется устройство, отдельные участки которого выполнены из ферромагнитных материалов, по которым замыкается магнитный поток. Примерами простейших цепей могут служить магнитопроводы кольцевой катушки и электромагнита, изображенного на рис. 6.11, а. Электрические машины и трансформаторы, электромагнитные аппараты и приборы имеют обычно магнитные цепи более сложной формы.

Рис. 6.11 Магнитные цепи (а — неразветвленная, б — разветвленная)

Если магнитная цепь выполнена из одного и того же материала и имеет по всей длине одинаковое сечение, то цепь называется однородной.

Если же отдельные участки цепи изготовлены из различных ферромагнитных материалов и имеют различные длины и сечения, то цепь — неоднородная.

Магнитные цепи, так же как и электрические, бывают разветвленные (рис. 6.11,6) и неразветвленные (рис. 6.11,а).

В неразветвленных цепях магнитный поток Ф во всех сечениях имеет одно и то же значение.

Разветвленные цепи могут быть симметричными и несимметричными. Цепь, представленная на рис. 6.11,6, считается симметричной, если правая и левая части ее имеют одинаковые размеры, выполнены из одного и того же материала и если МДС I₁W₁ и I₂W₂ одинаковы. При невыполнении хотя бы одного из указанных условий цепь будет несимметричной.

Разобьем неразветвленную магнитную цепь, например, на рис 6.11, а на ряд однородных участков, каждый из которых выполнен из определенного материала и имеет одинаковое поперечное сечение S вдоль всей своей длины. Длину каждого участка L будем считать равной длине средней магнитной линии в пределах этого участка. Из сказанного выше следует, что магнитные потоки всех участков неразветвленной цепи равны, т. е.

и поле на каждом участке можно считать однородным, т. е. Ф= BS; поэтому

Где n — число участков цепи. Магнитное напряжение на любом из участков магнитной цепи

Где H — Напряженность, (измеряется в ампер на метр А/М).

B — Магнитная индукция (измеряется в теслах Тл).

L — Длинна средне силовой линии проходящей через центр поперечного сечения магнитопровода.

S — площадь поперечного сечения магнитопровода.

— Магнитная постоянная.

При заданном направлении тока в обмотке направление потока и МДС IW определяется по правилу буравчика.

Магнитное сопротивление и закон Ома для магнитной цепи.

По аналогии с электрической цепью величину

называют магнитным сопротивлением участка магнитной цепи (измеряется в 1/Гн).

Таким образом, магнитное напряжениеВыражение (3) по аналогии с электрической цепью часто называют законом Ома для магнитной цепи Однако вследствие нелинейности цепи, вызванной непостоянством магнитной проницаемости μ_r ферромагнетиков, оно практически не применяется для расчета магнитных цепей.

Законы Кирхгофа для магнитной цепи

При расчетах разветвленных магнитных цепей пользуются двумя законами Кирхгофа, аналогичными законам Кирхгофа для электрической цепи.

Первый закон Кирхгофа непосредственно вытекает из непрерывности магнитных линий, т.е. и магнитного потока; алгебраическая сумма магнитных потоков в точке разветвления равна нулю:

Например, для узла а на рис. 6.11,б

Второй закон Кирхгофа для магнитной цепи основывается на законе полного тока: алгебраическая сумма магнитных напряжений на отдельных участках цепи равна алгебраической сумме МДС:

Например, для левого контура и а рис. 6.11, бКак следует из закона Ома, для получения наибольшего магнитного потока при наименьшей МДС у магнитной цепи должно быть возможно меньшее магнитное сопротивление. Большая магнитная проницаемость ферромагнитных материалов обеспечивает получение малых магнитных сопротивлений магнитопроводов из этих материалов. Поэтому магнитные цепи электрических машин выполняют преимущественно из ферромагнетиков, а участки цепей из неферромагнитных материалов, то есть неизбежные или необходимые воздушные зазоры, делают, как правило, возможно малыми.

Схема устройства магнитной цепи двухполюсной машины с явно выраженными полюсами показана на рис. 6.12.

Рис. 6.12 Магнитная цепь электрической машины с явно выраженными полюсами

Плоскость 00′, проведенная через середины полюсов N и S и ось машины, делит магнитную цепь на две симметричные части. В каждой из них магнитный поток Ф/2 замыкается через полюсы П, полюсные наконечники ПН, воздушные зазоры, якорь Я и станину машины С. Магнитодвижущая сила создается током в обмотке возбуждения ОВ, расположенной на полюсах N и S. Из северного полюса N магнитные линии выходят и в южный полюс S входят.

Рис, 6.13. Магнитная цепь электрической машины с неявно выраженными полюсами

Схема устройства магнитной цепи двухполюсной машины с неявно выраженными полюсами показана на рис. 6.13. Здесь обмотка возбуждения заложена в пазы ротора Р — вращающейся части машины, укрепленной на валу. Как и в предыдущем случае, плоскость 00′, проведенная через середины полюсов N и S, делит магнитную цепь машины на две симметричные части, в каждой из которых магнитный поток Ф/2. Магнитный поток замыкается через ротор машины, воздушные зазоры и станину машины С, представляющую собой неподвижный наружный стальной цилиндр — статор машины.

Источник

МАГНИТНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ

М. с. по приведённой ф-ле является приближённым, т. к. ф-ла не учитывает «магнитные утечки» (рассеяние магн. потока в окружающем цепь пространстве), неоднородности магн. поля в цепи, нелинейную зависимость М. с. от поля. В перем. магн. поле М. с.- комплексная величина, Т. к. в этом случае m зависит от частоты эл.-магн. колебаний. Единицей М. с. в Международной системе единиц служит ампер (или ампер-виток) на вебер (А/Вб), в СГС системе единиц— гильберт на максвелл (Гб/Мкс);

Полезное

Смотреть что такое «МАГНИТНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ» в других словарях:

МАГНИТНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ — характеристики магнитной цепи, отношение магнитодвижущей силы в цепи к созданному в ней магнитному потоку … Большой Энциклопедический словарь

магнитное сопротивление — Скалярная величина, равная отношению разности скалярных магнитных потенциалов на рассматриваемом участке магнитной цепи к магнитному потоку в этом участке. [ГОСТ Р 52002 2003] Тематики электротехника, основные понятия … Справочник технического переводчика

магнитное сопротивление — характеристика магнитной цепи, отношение магнитодвижущей силы в цепи к созданному в ней магнитному потоку. * * * МАГНИТНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ МАГНИТНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ, характеристики магнитной цепи, отношение магнитодвижущей силы в цепи к созданному в… … Энциклопедический словарь

магнитное сопротивление — magnetinė varža statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Apibrėžtį žr. priede. priedas( ai) Grafinis formatas atitikmenys: angl. magnetic resistance; reluctance vok. magnetischer Widerstand, m; Reluktanz, f rus. магнитное… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

магнитное сопротивление — magnetinė varža statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Magnetinės grandinės varža, išreiškiama magnetinių potencialų skirtumo ir magnetinio srauto dalmeniu. atitikmenys: angl. magnetic resistance; reluctance vok. magnetischer … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

магнитное сопротивление — magnetinė varža statusas T sritis chemija apibrėžtis Magnetinės grandinės varža. atitikmenys: angl. magnetic resistance; reluctance rus. магнитное сопротивление; релюктанс … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

магнитное сопротивление — magnetinė varža statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. magnetic resistance; reluctance vok. magnetischer Widerstand, m; Reluktanz, f rus. магнитное сопротивление, n; релюктанс, m pranc. réluctance, f; résistance magnétique, f … Fizikos terminų žodynas

магнитное сопротивление — 190 магнитное сопротивление Скалярная величина, равная отношению разности скалярных магнитных потенциалов на рассматриваемом участке магнитной цепи к магнитному потоку в этом участке Источник: ГОСТ Р 52002 2003: Электротехника. Термины и… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

магнитное сопротивление — [magnetic resistance; reluctance] характеристика магнитной цепи; равно отношению м. д. сопротивление, к созданному магнитному потоку в цепи, единица измерения ампер на вебер (А/Вб); Смотри также: Сопротивление … Энциклопедический словарь по металлургии

Магнитное сопротивление — характеристика магнитной цепи (См. Магнитная цепь), М. с. Rm равно отношению магнитодвижущей силы (См. Магнитодвижущая сила) F, действующей в магнитной цепи, к созданному в цепи магнитному потоку (См. Магнитный поток) Ф. М. с. однородного … Большая советская энциклопедия

Источник

Магнитное сопротивление: единицы, формулы, расчет, примеры

Содержание:

Катушка, переносимая электрическим током, является примером очень простой магнитной цепи. Благодаря току создается магнитный поток, который зависит от геометрического расположения катушки, а также от силы тока, проходящего через нее.

Формулы и единицы измерения

Обозначив магнитный поток как Φ_м, у нас есть:

-Сила тока составляет я.

-ℓ_c представляет длину цепи.

Фактор в знаменателе, который объединяет геометрию плюс влияние среды, и есть магнитное сопротивление цепи, скалярная величина, которая обозначается буквой, чтобы отличить ее от электрического сопротивления. Так:

Как 1 T.m 2 = 1 Вебер (Wb), сопротивление также выражается в A / Wb (ампер / Вебер или, чаще, ампер-виток / Вебер).

Как рассчитывается магнитное сопротивление?

Поскольку магнитное сопротивление играет ту же роль, что и электрическое сопротивление в магнитной цепи, можно расширить аналогию с помощью эквивалента закона Ома V = IR для этих цепей.

Хотя он не циркулирует должным образом, магнитный поток Φ_м занимает место тока, а вместо напряжения V, определяет магнитное напряжение или магнитодвижущая сила, аналог электродвижущей силы илиf.e.m в электрических цепях.

Магнитодвижущая сила отвечает за поддержание магнитного потока. Сокращенно f.m.m и обозначается как ℱ. Таким образом, мы наконец получили уравнение, которое связывает три величины:

И сравнивая с уравнением Φ_м = N.i / (ℓ_c / мкА_c), сделан вывод, что:

Таким образом, сопротивление может быть вычислено, зная геометрию контура и проницаемость среды, а также зная магнитный поток и магнитное напряжение, благодаря этому последнему уравнению, называемому Закон Гопкинсона.

Разница с электрическим сопротивлением

Эти три величины: σ, L и A постоянны. Однако проницаемость среды μ, в общем, оно непостоянно, поэтому магнитное сопротивление цепи тоже непостоянно, в отличие от его электрического аналога.

Если происходит изменение среды, например, при переходе от воздуха к железу или наоборот, происходит изменение проницаемости с последующим изменением сопротивления. А также магнитные материалы проходят через циклы гистерезиса.

Это означает, что приложение внешнего поля заставляет материал сохранять часть магнетизма даже после того, как поле снято.

По этой причине каждый раз, когда рассчитывается магнитное сопротивление, необходимо тщательно определять, где материал находится в цикле, и, таким образом, знать его намагниченность.

Примеры

Хотя сопротивление сильно зависит от геометрии контура, оно также зависит от проницаемости среды. Чем выше это значение, тем меньше сопротивление; так обстоит дело с ферромагнитными материалами. С другой стороны, воздух имеет низкую проницаемость, поэтому его магнитное сопротивление выше.

Соленоиды

Внутри него создается интенсивное и однородное магнитное поле, а снаружи поле становится примерно нулевым.

Если обмотке придать круглую форму, имеется тор. Внутри может быть воздух, но если поместить железный сердечник, магнитный поток будет намного выше, благодаря высокой проницаемости этого минерала.

Катушка намотана на прямоугольный железный сердечник

Магнитную цепь можно построить, намотав катушку на прямоугольный железный сердечник. Таким образом, когда через провод проходит ток, можно создать интенсивный поток поля, ограниченный внутри железного сердечника, как показано на рисунке 3.

Сопротивление зависит от длины цепи и площади поперечного сечения, указанной на рисунке. Показанная схема является однородной, так как сердечник выполнен из одного материала, а поперечное сечение остается однородным.

Решенные упражнения

— Упражнение 1

Найдите магнитное сопротивление прямолинейного соленоида с 2000 витками, зная, что, когда через него протекает ток 5 А, генерируется магнитный поток 8 мВт.

Решение

Уравнение используется ℱ = N.i для расчета магнитного натяжения, так как сила тока и количество витков в катушке доступны. Просто умножается:

ℱ = 2000 x 5 A = 10000 ампер-виток

Теперь сопротивление очищено и подставлены значения:

— Упражнение 2.

Решение

Проницаемость и площадь поперечного сечения доступны как данные в отчете. Осталось найти длину контура, которая является периметром красного прямоугольника на рисунке.

Для этого длину горизонтальной стороны усредняют, добавляя большую длину и меньшую длину: (55 + 25 см) / 2 = 40 см. Затем действуйте таким же образом для вертикальной стороны: (60 + 30 см) / 2 = 45 см.

Наконец, складываются средние длины четырех сторон:

ℓ_c = 2 х 40 см + 2 х 45 см = 170 см

Вычтите подставляемые значения в формуле сопротивления, но не раньше, чем выразите длину и площадь поперечного сечения, указанные в заявлении, в единицах СИ:

Источник