Magnetická neochota - Magnetic reluctance

Magnetická neochota
Společné symboly	${ displaystyle { mathcal {R}}}$, ${ displaystyle { mathcal {S}}}$
Jednotka SI	H−1
Odvození od jiná množství	${ displaystyle { frac {1} { mathcal {P}}}}$, ${ displaystyle { frac { mathcal {F}} { Phi}}}$, ${ displaystyle { frac {l} { mu _ {0} mu _ {r} A}}}$
Dimenze	M−1 L−2 T2 Já2

Část série na
Magnetické obvody
Modely
Model odpor-neochota Model gyrátor – kondenzátor
Proměnné
Magnetomotorická síla ${ displaystyle { mathcal {F}}}$ Magnetický tok ${ displaystyle Phi}$
Elementy
Permeace Magnetická neochota ${ displaystyle { mathcal {R}}}$ Magnetická impedance ${ displaystyle Z _ { mathrm {M}}}$ Magnetická indukčnost ${ displaystyle L _ { mathrm {M}}}$
Fyzikální portál

Magnetická neochotanebo magnetický odpor, je koncept používaný při analýze magnetické obvody. Je definován jako poměr magnetomotorická síla (mmf) do magnetický tok. Představuje opozici vůči magnetickému toku a závisí na geometrii a složení objektu.

Magnetická neochota v magnetickém obvodu je analogická k elektrický odpor v elektrický obvod v tom odporu je míra opozice vůči elektrický proud. Definice magnetické neochoty je analogická k Ohmův zákon v tomto ohledu. Magnetický tok procházející neochotou však nezpůsobuje rozptyl tepla, jako je tomu u proudu přes odpor. Analogii tedy nelze použít pro modelování toku energie v systémech, kde energie prochází mezi magnetickou a elektrickou doménou. Alternativní analogií k modelu reluktance, který správně reprezentuje energetické toky, je model gyrátor – kondenzátor.

Magnetická neochota je a skalární velké množství, podobný elektrickému odporu. Jednotka magnetické reluktance je inverzní Jindřich, H⁻¹.

Dějiny

Termín neochota byl vytvořen v květnu 1888 autorem Oliver Heaviside.^[1] Pojem „magnetický odpor“ poprvé zmínil James Joule v roce 1840.^[2] Myšlenka pro magnetický tok zákon, podobný Ohmův zákon pro zavřené elektrické obvody, je přičítáno Henry Augustus Rowland v papíru z roku 1873.^[3] Rowland je také zodpovědný za vytvoření tohoto termínu magnetomotorická síla v roce 1880,^[4] také vytvořil, zjevně samostatně, o něco později v roce 1883 Bosanquet.^[5]

Neochotu obvykle představuje a kurzívní hlavní město ${ displaystyle scriptstyle { mathcal {R}}}$.

Definice

V polích AC i DC je neochota poměrem magnetomotorická síla (MMF) v a magnetický obvod do magnetický tok v tomto okruhu. V pulzujícím DC nebo AC poli pulzuje také neochota (viz fázory ).

Definici lze vyjádřit následovně:

$${ displaystyle { mathcal {R}} = { frac { mathcal {F}} { Phi}}}$$

kde

• ${ displaystyle scriptstyle { mathcal {R}}}$ („R“) je neochota v ampérové ​​otáčky za Weber (jednotka, která odpovídá otáčkám za Jindřich ). "Otočí se " Odkazuje na číslo vinutí elektrického vodiče obsahujícího induktor.
• ${ displaystyle scriptstyle { mathcal {F}}}$ („F“) je magnetomotorická síla (MMF) v amperech
• Φ („Phi“) je magnetický tok ve webech.

To je někdy známé jako Hopkinsonův zákon a je analogický k Ohmův zákon s odporem nahrazeným neochotou, napětím MMF a proudem magnetickým tokem.

Permeace je inverzní neochota:

$${ displaystyle { mathcal {P}} = { frac {1} { mathcal {R}}}}$$

Své SI odvozená jednotka je Jindřich (stejné jako jednotka indukčnost, ačkoli dva pojmy jsou odlišné).

Magnetický tok vždy tvoří uzavřenou smyčku, jak popisuje Maxwellovy rovnice, ale dráha smyčky závisí na neochotě okolních materiálů. Soustředí se na cestu nejmenší neochoty. Vzduch a vakuum mají vysokou neochotu, zatímco snadno magnetizované materiály, jako jsou měkké železo mají nízkou neochotu. Koncentrace toku v materiálech s nízkou reluktancí tvoří silné dočasné póly a způsobuje mechanické síly, které mají tendenci přesouvat materiály do oblastí s vyšším tokem, takže je to vždy atraktivní síla (tah).

Neochotu rovnoměrného magnetického obvodu lze vypočítat jako:

$${ displaystyle { mathcal {R}} = { frac {l} { mu _ {0} mu _ {r} A}} = { frac {l} { mu A}}}$$

kde

• l je délka obvodu v metrů
• ${ displaystyle scriptstyle mu _ {0}}$ je propustnost vakua rovná ${ displaystyle 4 pi krát 10 ^ {- 7} scriptstyle { frac { text {henry}} { text {metr}}}}$ (nebo, ${ displaystyle scriptstyle { frac {{ text {kilogram}} krát { text {metr}}} {{ text {ampere}} ^ {2} krát { text {druhý}} ^ {2 }}}}$ = ${ displaystyle scriptstyle { frac {{ text {druhý}} krát { text {volt}}} {{ text {ampere}} krát { text {metr}}}}}$ = ${ displaystyle scriptstyle { frac { text {joule}} {{ text {ampere}} ^ {2} times { text {metr}}}}}$)
• ${ displaystyle scriptstyle mu _ {r}}$ je relativní magnetická permeabilita materiálu (bezrozměrný)
• ${ displaystyle scriptstyle mu}$ je propustnost materiálu (${ displaystyle scriptstyle mu ; = ; mu _ {0} mu _ {r}}$)
• A je průřezová plocha obvodu v metry čtvereční

Aplikace

• V jádru určitých transformátorů mohou být vytvářeny stálé vzduchové mezery, aby se snížily účinky nasycení. To zvyšuje neochotu magnetického obvodu a umožňuje mu ukládat více energie před nasycením jádra. Tento efekt se také používá v zpětný transformátor.
• Pohyblivý držák může v jádrech vytvářet proměnlivé vzduchové mezery, které vytvářejí spínač toku, který mění množství magnetického toku v magnetickém obvodu bez změny konstanty magnetomotorická síla v tom okruhu.
• Varianta neochoty je principem neochota motoru (nebo generátor proměnné reluktance) a Alexandersonův alternátor. Další způsob, jak to říct, je, že neochotné síly usilujte o maximálně vyrovnaný magnetický obvod a minimální vzdálenost vzduchové mezery.
• Multimédia reproduktory jsou obvykle magneticky stíněné, aby se snížilo magnetické rušení způsobené televize a další CRT. Magnet reproduktoru je pokryt materiálem, jako je měkké železo aby se minimalizovalo rozptýlené magnetické pole.

Neochotu lze použít také na:

• Reluktanční motory
• Proměnlivá neochota (magnetická) snímače
• Magnetická kapacita
• Magnetický obvod
• Neochota magnetického komplexu

Reference