Tartalom
- A mágneses mező egy mágnesszármazékból
- Számítsa ki a mágnesszelep induktivitását
- A mágnesszelep indukciójának meghatározása
A mágnesszelep egy huzaltekercs, amelynek átmérője lényegesen hosszabb, és amely mágneses mezőt generál, amikor egy áram áthalad rajta. A gyakorlatban ezt a tekercset egy fémmag köré fonják, és a mágneses erő erőssége függ a tekercs sűrűségétől, a tekercsen áthaladó áramtól és a mag mágneses tulajdonságaitól.
Ez a mágnesszelepet elektromágnes típuská teszi, amelynek célja egy szabályozott mágneses mező létrehozása. Ezt a mezőt a készüléktől függően különféle célokra lehet felhasználni, attól kezdve, hogy mágneses mezőt hozzon létre elektromágnesként, hogy megakadályozzák az áramváltást induktorként, vagy hogy a mágneses mezőben tárolt energiát kinetikus energiá alakítsák villamos motorként. .
A mágneses mező egy mágnesszármazékból
A szolenoid származék mágneses tere a következő segítségével található meg: Ampères törvény. Kapunk
Bl = μ0NI
ahol B a mágneses fluxus sűrűsége, l a mágnesszelep hossza, μ0 a mágneses állandó vagy a mágneses permeabilitás vákuumban, N a tekercsben levő fordulatok száma, és én a tekercsen átáramló áram.
Osztva egészen l, kapunk
B = μ0(N / l) I
ahol N / l az a fordul sűrűség vagy az egységenkénti fordulatok száma. Ez az egyenlet mágneses mag nélküli vagy szabad térben lévő mágnesszeletekre vonatkozik. A mágneses állandó 1,257 × 10-6 H / m.
A mágneses permeabilitás Az anyag képessége, hogy támogassa a mágneses mező kialakulását. Néhány anyag jobb, mint mások, tehát a permeabilitás az a mágnesezési fok, amelyet az anyag egy mágneses mezőre reagálva tapasztal. A relatív permeabilitás μr megmondja, mennyit növekszik ez a szabad hely vagy a vákuum szempontjából.
μ = μr__μ0
ahol μ a mágneses permeabilitás és μr a relativitáselmélet. Ez megmutatja, hogy mekkora a mágneses mező növekedése, ha a mágnesszelep anyagmagja megy át rajta. Ha egy mágneses anyagot, például egy vasrúdot helyezünk el, és a mágnesszelepet körültekerjük, akkor a vasrúd koncentrálja a mágneses teret és növeli a mágneses fluxus sűrűségét B. Anyagmaggal rendelkező mágnesszelepekhez a mágnesszelep képletet kapjuk
B = μ (N / l) I
Számítsa ki a mágnesszelep induktivitását
Az elektromos áramkörökben a mágnesszelepek egyik elsődleges célja az elektromos áramkörök változásának akadályozása. Amint egy elektromos áram egy tekercsen vagy mágnesszelepen átfolyik, ez egy mágneses teret hoz létre, amelynek erőssége idővel növekszik. Ez a változó mágneses mező elektromotoros erőt indukál a tekercsen, amely ellenzi az áramot. Ezt a jelenséget elektromágneses indukciónak nevezik.
Az induktivitás, L, az indukált feszültség aránya v, és az áram változásának mértéke én.
L = −v (_d_I/ D_t) _-1
Megoldás v ez lesz
v = −L (_d_I/ D_t) _
A mágnesszelep indukciójának meghatározása
Faradays törvény megmutatja nekünk az indukált EMF erősségét a változó mágneses mezőre reagálva
v = -Na (_d_B / _d_t)
ahol n a tekercsben lévő fordulatok száma és A a tekercs keresztmetszeti területe. Megkülönböztetve a mágnesszóró egyenletet az idő függvényében, kapjuk
d_B /d_t = μ (N / l) (_ d_I / _d_t)
Helyettesítve ezt a Faradays-törvénybe, megkapjuk az indukált EMF-et hosszú mágnesszelephez,
v = - (μN2A / l) (_ d_I / _d_t)
Ezt felváltva v = −L (_d_I/ d_t) _ kapunk
L = μN2A / l
Látjuk az induktivitást L a tekercs geometriájától - a fordulási sűrűségtől és a keresztmetszeti területtől -, valamint a tekercs anyagának mágneses permeabilitásától függ.