Mágneses fluxus mágneses áramkörben: 5 tény, amit tudnod kell

Tudjuk, hogy az adott területen áthaladó mágneses vonalak teljes száma egyszerűen mágneses fluxus. Ezért ez a bejegyzés a mágneses áramkör mágneses fluxusát tárgyalja.

A mágneses tér bizonyos mennyiségű mágneses fluxust eredményez. Ezenkívül a mágneses fluxus mindig zárt hurok formájában van jelen. A mágneses tér jelenléte következtében a mágneses áramkörök ma már ekként ismertek. Ezért az is igaz, hogy mágneses fluxus létezik a mágneses áramkörökben.

Szánjunk időt a teljes megértésre mágneses fluxus mágneses áramkörben.

Van-e mágneses fluxus egy mágneses áramkörben?

Az áramkörök zárt pályák, amelyeken keresztül egy mennyiség áthalad, és különféle összetevőkből állnak. A mágneses áramkörök mágneses anyagokból állnak, és zárt pályákkal rendelkeznek.

Amikor az elektromos áram egy mágneses anyag zárt útján halad, az anyag belsejében lévő mozgó töltések mágneses teret hoznak létre a mágneses áramkörön belül. Mindezek a mágneses erővonalak, amelyek a mágneses áramkörön keresztül haladnak, egyszerűen mágneses fluxusok.

Ezért a mágneses áramkörök olyan zárt pályákként határozhatók meg, amelyek mágneses anyagokból állnak, amelyek lehetővé teszik a mágneses fluxus áthaladását rajtuk.

mágneses fluxus mágneses áramkörben

Mekkora a mágneses fluxus egy mágneses áramkörben?

A mágneses áramkörben a mágneses fluxus tényleges értelmezése nem változik.

Ha azt mondjuk, hogy mágneses tér létezik egy mágneses áramkörben, az egyben mágneses erő jelenlétét is jelzi. A mágneses fluxus egy mágneses tér mérése. Ennek eredményeként hasznos eszköz a mágneses erő hatásának leírására az adott mágneses áramkörben.

Ha egy elektromos áramkört egy mágneses áramkörhöz hasonlítunk, akkor az elektromos áramkörben elektromos áram halad át rajta. A mágneses áramkörben mágneses fluxus halad át rajta. Amikor egy elektromos áramkört feszültséggel látjuk el, az áram a legkisebb ellenállással folyik le az úton. Ugyanúgy, a mágneses fluxus a legkisebb reluktancia útvonalát követi. 

Így a mágneses áramkörben a mágneses fluxus ugyanazt a célt szolgálja, mint az elektromos áramkörben lévő elektromos áram. Alternatív megoldásként azt is mondhatjuk ez analóg az elektromos árammal.

Hogyan találjuk meg a mágneses áramkör mágneses fluxusát?

Ha egy mágneses mezőt és egy területelemet megszorozunk, az eredmény a mágneses fluxus. 

Tágabb értelemben a mágneses fluxust két vektorszorzat skaláris szorzataként határozzuk meg: 

  • A mágneses mező B és 
  • Az áramkör A területeleme. 

A mágneses áramkör bármely felületén áthaladó mágneses fluxust mennyiségileg számítjuk ki a B mágneses tér integrálja segítségével az A felület területén.

Így írhatjuk:

𝜙m= ∬s B ᐧ dA

Így írhatjuk:

𝜙m= BA cos𝜃 ……….(1)

Ahol,

𝜙m : Mágneses fluxus

B: Mágneses tér

A : A mágneses áramkör területeleme

𝜃: A mágneses mező és a mágneses áramkör területeleme közötti szög

De ha a mágneses áramkör mágneses tere és keresztmetszete merőleges egymásra, akkor 𝜃 = 90. Így a mágneses fluxus:

𝜙m= BA ……….(2)

Általában az áramkör keresztmetszete kerül kiválasztásra A területként a mágneses áramkör számára a mágneses fluxus kiszámításához.

Mint tudjuk, az elektromotoros erő felelős az elektromos töltések áramának vezérléséért. Hasonlóképpen, a mágneses áramkörökben a mágneses fluxust a magnetomotoros erő (MMF) hajtja. Tekintsük azt a mágneses áramkört, amelynek hossza l, és N számú tekercselése van, és I amper áram megy át rajta. Így az mmf-t a következőképpen adja meg:

Fm  = NI ……….(3)

Így az mmf nem más, mint az adott mágneses áramkörhöz kapcsolódó teljes áram.

A homogén és egyenletes keresztmetszeti területű mágneses áramkör mágneses térerősségét az egységnyi hosszonkénti mmf-ben határozzuk meg. Ennek eredményeként a mágneses térerősség:

H = NI / l ……….(4)

Hol, H : Mágneses térerősség

A mágneses mezőt azonban a mágneses térerősségben a következőképpen adja meg:

B = 𝜇H ……….(5)

Hol, 𝜇 : Mágneses permeabilitás

Így a H értékét a fenti egyenletbe helyezve a következőt kapjuk:

B = 𝜇 NI / l ……….(6)

A (6) egyenletből származó mágneses mező értékét felhasználva a (2) mágneses fluxusegyenletben:

……….(7)

Ahol,

l/𝜇 A = R (reluktancia)

A (7) egyenlet a mágneses áramkör mágneses fluxusának meghatározására szolgáló képlet.

Melyek azok a tényezők, amelyek befolyásolják a mágneses áramkör mágneses fluxusát?

A mágneses fluxust bármely mágneses áramkörben négy tényező befolyásolhatja, amelyeket az alábbiakban sorolunk fel:

  • Az A mágneses áramkör keresztmetszete (1. egyenlet): Az áramkör keresztmetszete és a mágneses fluxus szintén közvetlenül összefügg. Minél nagyobb az áramkör területe, annál nagyobb a fluxus, amely áthaladhat rajta. 
  • A B mágneses mező és az A területelem közötti szög (1. egyenlet): A maximális mágneses fluxus áthatolható az áramkörön keresztül, ha a mágneses tér merőleges a felületre.
  • Mágneses térerősség H (5. egyenlet): A mágneses áramkörben lévő mágneses fluxus és a mágneses tér erőssége egyaránt összefügg. Az áramkörben a mágneses fluxus növekszik, ha az áramkörben keletkező mágneses tér erős.
  • Áram az I mágneses körön keresztül (7. egyenlet): A mágneses erő és az áram elválaszthatatlanul összefügg. Az áram áramlásának növekedésével a mágneses erő növekszik a tér erősségének növelésével; így a fluxus is növekszik.

Mint fentebb említettük, a tényező kis változása befolyásolja a mágneses áramkör mágneses fluxusát. 

Probléma: Adott egy mágneses rendszer (gyűrű), amelynek sugara r = 3.5 cm, a fordulatok száma N = 600 és a vas relatív permeabilitása 900, az áthaladó áram pedig 0.15 A. Ezután számítsa ki a mágneses fluxust mágneses áramkörben.

Adott:

Keresztmetszet sugara r = 3.5 cm = 0.035 m

A fordulatok száma N = 600

A vas relatív permeabilitása 𝜇r = 900

Az I. áramkörön áthaladó áram = 0.15 A

Keresés:

Mágneses fluxus 𝜙m =?

Megoldás:

A mágneses gyűrű területe A = 𝜋r2 = 3.14 × (0.035)2 =3.8 × 10-3 m2

Áteresztőképesség:

𝜇 = 𝜇0𝜇r = 4𝜋 × 10-7 × 900

A gyűrű hossza:

l = 2𝜋r = 2𝜋 × 0.035 m

Mágneses fluxus:

𝜙m = 1.75 mWb 

Tehát ebben az esetben egy adott mágneses áramkör mágneses fluxusa 1.75 mWb.

Összefoglaló:

Ebből a bejegyzésből megtudjuk, hogy a mágneses áramkörök lehetővé teszik a mágneses fluxus áthaladását rajtuk. Továbbá az áthaladó mágneses fluxus az áramkörben keletkező mágneses erő hatását írja le. Az elektromos áramkörön átfolyó elektromos áramhoz hasonlítható.

Írj hozzászólást

E-mail címed nem kerül nyilvánosságra. Kötelező kitölteni *

Lapozzon a lap tetejére