MAGNETIC RELUCTANCE: MGA YUNIT, PORMULA, PAGKALKULA, MGA HALIMBAWA - PISIKAL - 2025

Ang magnetic pag-aatubili o magnetic pagtutol ay ang pagsalungat ay nangangahulugang ipinapakita ang pagpasa ng magnetic flux: isang mas malaking pag-aatubili mas mahirap maitaguyod ang magnetic flux. Sa isang magnetic circuit, ang pag-aatubili ay may parehong papel bilang elektrikal na pagtutol sa isang electric circuit.

Ang isang coil na dala ng isang electric current ay isang halimbawa ng isang napaka-simpleng magnetic circuit. Salamat sa kasalukuyan, ang isang magnetic flux ay nabuo na nakasalalay sa geometric na pag-aayos ng coil at din sa intensity ng kasalukuyang dumadaloy dito.

Larawan 1. Magnetic reluctance ay isang katangian ng magnetic circuit tulad ng transpormer. Pinagmulan: Pixabay.

Mga Pormula at Yunit

Ang pagtanggi sa magnetic flux bilang Φ _m , mayroon kaming:

Kung saan:

-N ang bilang ng mga liko ng likid.

-Ang lakas ng kasalukuyang ay i.

-ℓ _c ay kumakatawan sa haba ng circuit.

- Ang _c ay ang cross-sectional area.

-μ ay ang pagkamatagusin ng daluyan.

Ang kadahilanan sa denominator na pinagsasama ang geometry kasama ang impluwensya ng daluyan ay tiyak na ang magnetic na pag-aatubili ng circuit, isang dami ng scalar na kung saan ay ipinapahiwatig ng titik ℜ, upang makilala ito mula sa elektrikal na pagtutol. Kaya:

Sa International System of Units (SI) ℜ ay sinusukat bilang kabaligtaran ng henry (pinarami ng bilang ng mga pagliko N). Kaugnay nito, ang Henry ay ang yunit para sa magnetic inductance, na katumbas ng 1 tesla (T) x square meter / ampere. Kaya:

1 H ^-1 = 1 A / Tm ²

Dahil ang 1 Tm ² = 1 weber (Wb), ang pag-aatubili ay ipinahayag din sa A / Wb (ampere / weber o mas madalas na ampere-turn / weber).

Paano kinakalkula ang magnetic reluctance?

Dahil ang magnetic na pag-aatubili ay may parehong papel bilang elektrikal na pagtutol sa isang magnetic circuit, posible na palawakin ang pagkakatulad sa pamamagitan ng isang katumbas ng batas ng Ohm V = IR para sa mga circuit na ito.

Kahit na ito ay hindi kumalat nang maayos, ang magnetic flux Φ _m tumatagal ang lugar ng kasalukuyang, habang sa halip na ang boltahe V, ang magnetic boltahe o magnetomotive force ay tinukoy, analogous sa elektromotibo lakas o emf sa electrical circuits.

Ang puwersa ng magnetomotibo ay responsable para sa pagpapanatili ng magnetic flux. Ito ay pinaikling fmm at sinasabing bilang ℱ. Gamit ito, sa wakas ay mayroon kaming isang equation na may kaugnayan sa tatlong dami:

At paghahambing sa equation Φ _m = Ni / (ℓ _c / μA _c ), napagpasyahan na:

Sa ganitong paraan, ang pag-aatubili ay maaaring kalkulahin alam ang geometry ng circuit at ang pagkamatagusin ng medium, o alam din ang magnetic flux at ang magnetic tension, salamat sa huling equation na ito, na tinatawag na batas ng Hopkinson.

Pagkakaiba sa paglaban ng elektrikal

Ang equation para sa magnetic pag-aatubili ℓ = ℓ _c / isA _c ay katulad ng R = L / σA para sa electrical resistensya. Sa huli, σ ay kumakatawan sa conductivity ng materyal, L ang haba ng wire at A ang lugar ng cross section nito.

Ang tatlong dami na ito: σ, L at A ay pare-pareho. Gayunpaman, ang pagkamatagusin ng daluyan general, sa pangkalahatan, ay hindi pare-pareho, upang ang magnetic na pag-aatubili ng isang circuit ay hindi pare-pareho, hindi katulad ng elektrikal na simile nito.

Kung may pagbabago sa daluyan, halimbawa kapag pagpunta mula sa hangin hanggang sa bakal o kabaliktaran, mayroong pagbabago sa pagkamatagusin, na may kahihinatnan na pagkakaiba-iba sa pag-aatubili. At din ang mga magnetikong materyales ay dumadaan sa mga siklo ng hysteresis.

Nangangahulugan ito na ang aplikasyon ng isang panlabas na larangan ay nagiging sanhi ng materyal na mapanatili ang ilan sa magnetism, kahit na matapos ang patlang ay tinanggal.

Para sa kadahilanang ito, sa bawat oras na kinakalkula ang magnetic reluctance, kinakailangan na maingat na tukuyin kung saan ang materyal ay nasa ikot at sa gayon alam ang magnetization nito.

Mga halimbawa

Kahit na ang pag-aatubili ay lubos na nakasalalay sa geometry ng circuit, nakasalalay din ito sa pagkamatagusin ng daluyan. Ang mas mataas na halagang ito, mas mababa ang pag-aatubili; ganito ang kaso ng mga materyales na ferromagnetic. Ang hangin, sa kabilang banda, ay may mababang pagkamatagusin, samakatuwid ang magnetic reluctance ay mas mataas.

Solenoids

Ang solenoid ay isang paikot-ikot na haba ℓ na gawa sa N pagliko, kung saan pinapasa ang isang de-koryenteng kasalukuyang.Ang mga pagliko ay karaniwang sugat sa isang pabilog na fashion.

Sa loob nito, ang isang matindi at pantay na patlang na magnetic ay nabuo, habang sa labas ng larangan ay tinatayang zero.

Larawan 2. Magnetic field sa loob ng isang solenoid. Pinagmulan: Wikimedia Commons. Rajiv1840478.

Kung ang paikot-ikot ay bibigyan ng isang pabilog na hugis, mayroon itong isang torus. Sa loob ay maaaring may hangin, ngunit kung ang isang bakal na bakal ay inilalagay, ang magnetic flux ay mas mataas, salamat sa mataas na pagkamatagusin ng mineral na ito.

Ang likid na sugat sa isang hugis-parihaba na bakal na bakal

Ang isang magnetic circuit ay maaaring itayo sa pamamagitan ng paikot-ikot na likid sa isang hugis-parihaba na bakal na bakal. Sa ganitong paraan, kapag ang isang kasalukuyang dumaan sa kawad, posible na magtaguyod ng isang matinding pagkilos ng pagkilos na nakakonekta sa loob ng core iron, tulad ng ipinapakita sa figure 3.

Ang pag-aatubili ay nakasalalay sa haba ng circuit at sa cross-sectional area na ipinahiwatig sa figure. Ang circuit na ipinakita ay homogenous, dahil ang pangunahing ginawa ng isang solong materyal at ang seksyon ng krus ay nananatiling pare-pareho.

Larawan 3. Isang simpleng magnetic circuit na binubuo ng isang sugat ng coil sa isang bakal na bakal sa isang hugis-parihaba na hugis. Pinagmulan ng kaliwang figure: Wikimedia Commons. Madalas

Malutas na ehersisyo

- Ehersisyo 1

Hanapin ang magnetic pag-aatubili ng isang rectilinear solenoid na may 2000 lumiliko, alam na kapag ang isang kasalukuyang ng 5 A dumadaloy sa pamamagitan nito, isang magnetic flux na 8 mWb ay nabuo.

Solusyon

Ang equation ℱ = Ni ay ginagamit upang makalkula ang magnetic boltahe, dahil ang tindi ng kasalukuyang at ang bilang ng mga liko sa likid ay magagamit. Dumarami lang ito:

Pagkatapos ang paggamit ay gawa sa ℱ = Φ _m . ℜ, pag-aalaga upang ipahayag ang magnetic pagkilos ng bagay sa weber (ang prefix "m" ay nangangahulugang "milli", kaya pinarami ito ng 10 ^-3 :

Ngayon ang pag-aatubili ay na-clear at ang mga halaga ay nahalili:

- Ehersisyo 2

Kalkulahin ang magnetic pag-aatubili ng circuit na ipinakita sa figure na may mga sukat na ipinakita, na nasa mga sentimetro. Ang pagkamatagusin ng core ay μ ​​= 0.005655 T · m / A at ang cross-sectional area ay pare-pareho, 25 cm ² .

Larawan 4. Magnetic circuit ng halimbawa 2. Pinagmulan: F. Zapata.

Solusyon

Ilalapat namin ang formula:

Ang pagkamatagusin at cross-sectional area ay magagamit bilang data sa pahayag. Ito ay nananatiling mahanap ang haba ng circuit, na kung saan ay ang perimeter ng pulang rektanggulo sa figure.

Upang gawin ito, ang haba ng isang pahalang na bahagi ay na-average, nagdaragdag ng higit na haba at mas maikling haba: (55 +25 cm) / 2 = 40 cm. Pagkatapos ay magpatuloy sa parehong paraan para sa patayong panig: (60 +30 cm) / 2 = 45 cm.

Sa wakas ang average na haba ng apat na panig ay idinagdag:

Alisin ang mga halaga ng pagpapalit sa formula ng pag-aatubili, hindi nang una ipinahayag ang haba at lugar ng cross-section - na ibinigay sa pahayag - sa mga yunit ng SI:

Mga Sanggunian

1. Alemán, M. Ferromagnetic core. Nabawi mula sa: youtube.com.
2. Magnetic circuit at pag-aatubili. Nabawi mula sa: mse.ndhu.edu.tw.
3. Spinadel, E. 1982. Mga electric at magnetic circuit. Bagong Library.
4. Wikipedia. Puwersa ng magneto. Nabawi mula sa: es.wikipedia.org.
5. Wikipedia. Magnetic Reluctance. Nabawi mula sa: es.wikipedia.org.