Calcularea unui circuit magnetic cu un magnet permanent
În Fig. 24.12 prezintă schematic un circuit magnetic din oțel sub forma unui inel cu un spațiu de aer. Determinăm fluxul magnetic în spațiul de aer, dacă circuitul magnetic este pre-magnetizat înainte de saturație. Sunt date dimensiunile circuitului magnetic și curba de demagnetizare B (H) pentru material.
Dacă nici un spațiu magnetic de aer circuit care corespunde cu introducerea plăcii în fanta de aer dintr-un material magnetic cu o valoare foarte mare, după magnetizare inducția magnetică în jugul este remanență egal și intensitatea câmpului magnetic este zero. Acest lucru rezultă direct din legea curentului total, deoarece nu există nici un curent de magnetizare. Într-o astfel de stare a buclei histerezis corespunde punctului superior al curbei de demagnetizare (vezi. Fig. 24.1 și 24.5).
În prezența a intensității câmpului întrefierul nu este egal cu zero, care este ușor de demonstrat folosind legea curent total. Circuitul magnetic, în acest caz, este format din două porțiuni: miez de fier, în care intensitatea câmpului electromagnetic poate fi considerat identic în toate punctele liniei de mijloc, iar decalajul de aer, câmpul magnetic, în care inducția magnetică este asociat cu o relație cunoscută.
Cu o lungime nesemnificativă a spațiului de aer, este posibil să se ia secțiunea transversală a spațiului de aer egală cu secțiunea circuitului magnetic, adică să se considere inducția în toate punctele circuitului magnetic aceeași:
Alegerea căii de integrare de-a lungul liniei mediane în direcția vectorului inducției magnetice, vom scrie următoarea expresie:
unde se numește coeficientul de demagnetizare prin inducție.
În consecință, în acest caz, în ciuda absenței curenților de magnetizare, intensitatea câmpului magnetic în toate punctele miezului magnetic inelar nu este zero. În spațiul de aer, direcția vectorului de intensitate a câmpului coincide cu direcția vectorului magnetic de inducție și, după cum rezultă din (24.14), acestea sunt îndreptate în direcția opusă în circuitul magnetic (Figura 24.12).
Altele pe această temă
Valoarea negativă a intensității câmpului magnetic din interiorul miezului înseamnă că, în prezența unui spațiu de aer, inducția magnetică este mai mică decât inducția reziduală, adică pentru H <0.
Deoarece valorile negative ale intensității câmpului magnetic corespund valorilor de inducție pozitive, starea magnetică a circuitului magnetic este determinată de unul dintre punctele curbei de demagnetizare (cel de-al doilea cvadrant al bucla de histereză).
Pentru a calcula circuitul magnetic în cauză, să construim dependența fluxului magnetic de tensiunea magnetică luată în direcția vectorului între punctele a și b ale capetelor circuitului magnetic; această dependență se obține din curba de demagnetizare prin simpla înmulțire a coordonatelor sale cu și prin abscise prin (fig.24.13). În aceeași figură, construim dependența fluxului magnetic de aer asupra tensiunii magnetice luate în direcția dintre aceleași puncte a și b ale circuitului magnetic. Această tensiune
Din ultima expresie rezultă că fluxul magnetic este proporțional cu tensiunea magnetică (linia dreaptă din figura 24.13). Rețineți că rezistența magnetică a spațiului de aer este de fapt oarecum mai mică decât cea determinată de formula, deoarece fluxul magnetic din spațiul de aer este distribuit pe o suprafață mai mare decât secțiunea transversală a circuitului magnetic.
Deoarece fluxul magnetic în fluxul magnetic este în întrefier, adică. E., tensiunea și intensitatea câmpului magnetic, fluxul magnetic este determinat de ordonata punctului de intersecție al curbei și linia dreaptă (Fig. 24,13).
Coborând din punctul perpendicular pe abscisă, obținem segmentul Om, care determină stresul magnetic între punctele a și b.
Să determinăm acum fluxul magnetic în spațiul aerian în cazul în care după magnetizarea miezului magnet, lungimea spațiului de aer va fi redusă prin introducerea unui disc feromagnetic cu suprafață. Permeabilitatea magnetică a materialului disc este considerată a fi atât de mare încât rezistența magnetică a discului poate fi neglijată.
În acest caz, lungimea decalajului devine mai mică și, prin urmare, rezistența sa magnetică scade la o valoare. Dependența fluxului magnetic din spațiul de aer la tensiune va fi reprezentată de o linie dreaptă cu un unghi mare de înclinare față de axa absciselor față de linia dreaptă (figura 24.13). Dar fluxul în circuitul magnetic al oțelului nu va crește prin curba de demagnetizare, ci prin curba ciclului special, care poate fi înlocuită de o linie aproximativ dreaptă. Punctul de intersecție cu linia dreaptă determină valoarea dorită a debitului în spațiul de aer.
Dacă miezul magnetic este magnetizat cu un disc de oțel inserat, atunci fluxul magnetic va fi mult mai mare și va fi determinat de ordonarea punctului. Când scoateți discul din spațiul aerian, circuitul magnetic va fi demagnetizat și fluxul va scădea la valoarea determinată de ordonarea punctului. Atunci când un disc de oțel este introdus în decalaj, fluxul magnetic va crește doar la valoarea determinată de ordonarea punctului.
Din construcția grafică prezentată în Fig. 24.13, se observă efectul parametrilor circuitului magnetic asupra valorii fluxului magnetic. În special, creșterea lungimii magnetului și utilizarea materialului cu rezultate coercivity mai mari într-o creștere relativă a abscisa curbei, iar creșterea secțiunilor de magnet și utilizarea materialului cu o inducție reziduală mai mare la aceeași forță coercitivă duce la o creștere ordonata curbei. Și o creștere a creșterii abscisă și ordonată duce la o creștere a fluxului magnetic F.
Exemplul 24.4. Determinați inducția magnetică în spațiul de aer al galvanometrului în două cazuri:
1. Circuitul magnetic magnet potcoavă (Fig. 24.14), constând dintr-un magnet permanent 1, piesele polare 2 și miezul 3 a fost magnetizate până la saturație, în stare asamblată.
2. Magnetizarea înainte de saturare a fost efectuată cu miezul cilindric eliminat, iar miezul a fost introdus după magnetizare.
Distribuția magnetică, precum și rezistența magnetică a pieselor de bază și a polului sunt neglijate. În primul caz, dimensiunile de proiectare sunt: lungimea liniei mediane a magnetului; secțiunea magnetului; lungimea spațiului de aer; secțiunea mediană a aerului. Cu miezul eliminat. Curba de demagnetizare a magnetului (înapoi) este caracterizată de următoarele date
Curba de întoarcere este considerată a fi o linie dreaptă cu o pantă.
Soluția. Construiește o relație, unde
Construim dependența (figura 24.15).
Când este introdus miezul
Cu miezul eliminat
Liniile drepte și în Fig. 24,15 respectiv 0-3 și 0-1.
Din graficul pe care îl găsim cu miezul inserat (punctul 3). inducție
Cu miezul eliminat (punctul 1).
Înclinarea curbei de întoarcere
Cu miezul îndepărtat și reintrodus (punctul 2 pe curba de întoarcere), găsim:
În comparație cu inducția în decalaj, când magnetizate în formă asamblată, inducerea a scăzut cu
