Magnetický obvod

Magnetický obvod je obvod obecně vyrobeny z feromagnetického materiálu, kterým proudí magnetické pole toku.

Magnetické pole je obecně vytvářeno buď vinutími obklopujícími magnetický obvod a procházejícími proudy, nebo magnety obsaženými v magnetickém obvodu.

Když je kolem stejného magnetického obvodu navinuto několik elektrických obvodů, tvoří to magneticky spojené obvody .

Ústava, výroba

Skládá se ze sestavy dílů z feromagnetických materiálů. Může zahrnovat vzduchovou mezeru  : malý vzduchový prostor v okruhu.

Tato mezera může být:

• strukturální: to je případ rotujících strojů, kde je rotor oddělen od statoru vzduchovou mezerou, která je požadována co nejmenší;
• úmysl: umožňuje vyhnout se nasycení magnetického obvodu a dává větší linearitu takto vytvořené indukčnosti .

Magnetický obvod vystavený permanentnímu magnetickému poli

Pokud je magnetické pole v průběhu času konstantní, magnetické ztráty: ztráty vířivými proudy a ztráty hysterezí neexistují. Magnetický obvod je proto často vyroben z masivního měkkého železa nebo lité oceli: nejekonomičtější materiály a výrobní metody.

Magnetický obvod vystavený periodickému magnetickému poli nízké frekvence

V tomto případě je nutné omezit magnetické ztráty.

• Ztráty hystereze jsou omezeny použitím materiálů s úzkým cyklem .
• Ztráty vířivými proudy jsou omezeny laminací magnetického obvodu: Při nahrazení pevné části se postupuje do hromádky listů od sebe izolovaných. Účelem izolace je zabránit proudění proudů z jedné desky na druhou.

Magnetický obvod vystavený periodickému vysokofrekvenčnímu magnetickému poli

Ztráty vířivými proudy se zvyšují jako funkce druhé mocniny frekvence. Magnetické obvody používané při vysokých frekvencích musí být vyrobeny z izolačních feromagnetických materiálů.

• Tyto ferity jsou směsné oxidy železa III a jiné dvojmocné kovy M (M může být železo. V tomto případě je výsledný ferit tzv magnetit). Nejčastěji používané pro konstrukci magnetických obvodů jsou ferity na bázi zinku (Zn) a / nebo manganu (Mn).
• Tyto nanokrystalické materiály jsou krystaly aglomerátů, jejichž velikost je řádově deseti nanometrů vložených v amorfní fázi. Jsou složeny ze železa, jiných kovů (měď, niob) a metaloidů (uhlík, křemík, bór). Jejich donucovací buzení je velmi slabé, řádově A / m, vykazují velmi úzký hysterezní cyklus.

Hopkinsonova analogie

Zásady

Tato analogie spočívá ve vytvoření paralely mezi elektrickými obvody a magnetickými obvody.

Elektrické obvody	Magnetické obvody
Intenzita elektrického proudu Já{\ displaystyle I \,}	Tok magnetického pole v obvodu φ{\ displaystyle \ varphi \,}
Odpor R{\ displaystyle R \,}	Neochota R{\ displaystyle {\ mathcal {R}} \,}
Permitivita ϵ{\ displaystyle \ epsilon \,}	Propustnost μ{\ displaystyle \ mu \,}
Elektromotorická síla E{\ displaystyle E \,}	Magnetomotorická síla neboF{\ displaystyle {\ mathcal {F}} \,}∑neJá{\ displaystyle \ sum nI \,}
Pouilletův zákon ∑iEi=∑i(Ri⋅Já){\ displaystyle \ sum _ {i} E_ {i} = \ sum _ {i} (R_ {i} \ cdot I) \,}	Hopkinsonův zákon ∑iFi=∑i(Ri⋅φ){\ displaystyle \ sum _ {i} {\ mathcal {F}} _ {i} = \ sum _ {i} ({\ mathcal {R}} _ {i} \ cdot \ varphi) \,}

Neochota magnetického obvodu

Neochota homogenního magnetického obvodu

Pro homogenní magnetický obvod, to znamená, že je tvořen jediným materiálem a homogenním průřezem, existuje vztah umožňující vypočítat jeho neochotu podle materiálu, který jej tvoří, a jeho rozměrů:

R=1μ⋅lS{\ displaystyle {\ mathcal {R}} = {\ frac {1} {\ mu}} \ cdot {\ frac {l} {S}} \,}v H -1

• μ{\ displaystyle \ mu \,}je magnetická permeabilita v kg m A −2  s −2 ,
• l{\ displaystyle l \,}délka v metrech ,
• S{\ displaystyle S \,}část v m 2 .

Ekvivalentní neochota vzduchové mezery

Neochota tenké vzduchové mezery je dána vztahem

R=Eμ0⋅S{\ displaystyle {\ mathcal {R}} = {\ frac {e} {\ mu _ {0} \ cdot S}} \,} , s:

• E{\ displaystyle e \,} tloušťka vzduchové mezery,
• μ0{\ displaystyle \ mu _ {0} \,} vakuová propustnost
• S{\ displaystyle S \,} sekce vzduchové mezery

Pokud je tloušťka vzduchové mezery velká, již není možné uvažovat, že linie magnetického pole zůstávají kolmé na vzduchovou mezeru. Potom musíme vzít v úvahu expanzi magnetického pole, to znamená, že průřez S je větší než průřez kovových částí na obou stranách vzduchové mezery.

Neochota heterogenního obvodu

Zákony asociace reluktancí umožňují vypočítat magnetický obvod složitého tvaru nebo složený z materiálů s různými magnetickými charakteristikami. Tento obvod je rozdělen na homogenní část, to znamená na stejnou část, a je vyroben ze stejného materiálu.

• Sdružení v sérii: Když dvě homogenní sekce, které mají respektive neochotu a následují za sebou, je neochota celkuR1{\ displaystyle {\ mathcal {R}} _ {1}}R2{\ displaystyle {\ mathcal {R}} _ {2}}REq.sEriE=R1+R2{\ displaystyle {\ mathcal {R}} _ {eq.serie} = {\ mathcal {R}} _ {1} + {\ mathcal {R}} _ {2}}

• Asociace paralelně: Když jsou dva homogenní úseky, které mají příslušně neochotu a jsou umístěny vedle sebe, je neochota celku taková, že buď znovu .R1{\ displaystyle {\ mathcal {R}} _ {1}}R2{\ displaystyle {\ mathcal {R}} _ {2}}REq.//{\ displaystyle {\ mathcal {R}} _ {ekv .//}}1REq.//=1R1+1R2{\ displaystyle {\ frac {1} {{\ mathcal {R}} _ {ekv .//************************* {1} { {\ mathcal {R}} _ {1}}} + {\ frac {1} {{\ mathcal {R}} _ {2}}}}REq.//=R1.R2R1+R2{\ displaystyle {\ mathcal {R}} _ {ekv .//*********************** {{\ mathcal {R}} _ {1} . {\ mathcal {R}} _ {2}} {{\ mathcal {R}} _ {1} + {\ mathcal {R}} _ {2}}}}

Pomocí těchto zákonů můžeme vypočítat neochotu celého komplexního magnetického obvodu.

Podívejte se také

Související články

• Magnetismus
• Elektrický transformátor
• Cívka (elektřina)
• Steinmetzův vzorec
• Laminované listy

externí odkazy

• Magnetické obvody strojů

<img src="https://fr.wikipedia.org/wiki/Special:CentralAutoLogin/start?type=1x1" alt="" title="" width="1" height="1" style="border: none; position: absolute;">