Magnetisk krets

En magnetisk krets er en krets som vanligvis er laget av ferromagnetisk materiale som strømmer gjennom en magnetfeltstrøm.

Magnetfeltet opprettes vanligvis enten av viklinger som omslutter magnetkretsen og krysses av strømmer, eller av magneter som finnes i magnetkretsen.

Når flere elektriske kretser er viklet rundt den samme magnetiske kretsen, utgjør de magnetisk koblede kretser .

Konstitusjon, produksjon

Den består av en samling av deler laget av ferromagnetiske materialer. Det kan inkludere et luftspalte  : lite luftrom i kretsen.

Dette gapet kan være:

• strukturell: dette er tilfelle i roterende maskiner der rotoren er skilt fra statoren med et luftspalte som er ønsket så lite som mulig;
• forsettlig: gjør det mulig å unngå metning av magnetkretsen og gir større linearitet til induktansen som dermed opprettes.

Magnetisk krets utsatt for et permanent magnetfelt

Hvis magnetfeltet er konstant over tid, er magnetiske tap: tap av virvelstrømmer og tap ved hysterese ikke-eksisterende. Den magnetiske kretsen er derfor ofte laget av solid mykt jern eller støpt stål: de mest økonomiske materialene og produksjonsmetodene.

Magnetisk krets utsatt for et periodisk magnetfelt med lav frekvens

I dette tilfellet er det nødvendig å begrense magnetiske tap.

• Hysteresetap er begrenset av bruk av smale syklusmaterialer .
• Virvelstrømstap er begrenset av en laminering av magnetkretsen: For å erstatte en solid del, fortsetter vi med en bunke ark isolert fra hverandre. Formålet med isolasjon er å forhindre strømmen av strøm fra en plate til en annen.

Magnetisk krets utsatt for et periodisk høyfrekvent magnetfelt

Virvelstrømstap øker som en funksjon av kvadratet av frekvensen. Magnetkretser som brukes med høy frekvens, må lages med isolerende ferromagnetiske materialer.

• De ferritter er blandede oksyder av jern III og andre toverdige metaller M (M kan være jern. I dette tilfellet er den resulterende ferritt kalles magnetitt). Det mest brukte for konstitusjon av magnetiske kretsløp er ferritter basert på sink (Zn) og / eller mangan (Mn).
• De nanokrystallinske materialene er krystaller av agglomerater hvis størrelse er i størrelsesorden ti nanometer innebygd i en amorf fase. De består av jern, andre metaller (kobber, niob) og metalloider (karbon, silisium, bor). Deres tvangsmessige eksitasjoner er veldig svake, i størrelsesorden A / m, de viser en veldig smal hysteresesyklus.

Hopkinson-analogi

Prinsipper

Denne analogien består i å lage en parallell mellom de elektriske kretsene og de magnetiske kretsene.

Elektriske kretser	Magnetiske kretser
Elektrisk strømintensitet Jeg{\ displaystyle jeg \,}	Magnetfeltstrøm i kretsen φ{\ displaystyle \ varphi \,}
Motstand R{\ displaystyle R \,}	Motvilje R{\ displaystyle {\ mathcal {R}} \,}
Permittivitet ϵ{\ displaystyle \ epsilon \,}	Permeabilitet μ{\ displaystyle \ mu \,}
Elektromotorisk kraft E{\ displaystyle E \,}	Magnetmotorkraft ellerF{\ displaystyle {\ mathcal {F}} \,}∑ikkeJeg{\ displaystyle \ sum nI \,}
Pouillets lov ∑JegEJeg=∑Jeg(RJeg⋅Jeg){\ displaystyle \ sum _ {i} E_ {i} = \ sum _ {i} (R_ {i} \ cdot I) \,}	Hopkinsons lov ∑JegFJeg=∑Jeg(RJeg⋅φ){\ displaystyle \ sum _ {i} {\ mathcal {F}} _ {i} = \ sum _ {i} ({\ mathcal {R}} _ {i} \ cdot \ varphi) \,}

Motvilje fra en magnetisk krets

Motvilje fra en homogen magnetisk krets

For en homogen magnetisk krets, det vil si bestående av et enkelt materiale og av en homogen seksjon, er det en sammenheng som gjør det mulig å beregne dens motvilje i henhold til materialet som utgjør det og dets dimensjoner:

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

• μ{\ displaystyle \ mu \,}er den magnetiske permeabiliteten i kg m A −2  s −2 ,
• l{\ displaystyle l \,}lengden i meter ,
• S{\ displaystyle S \,}seksjonen i m 2 .

Tilsvarende motvilje mot et luftspalte

Den reluktans av en tynn luftspalte er gitt ved

R=eμ0⋅S{\ displaystyle {\ mathcal {R}} = {\ frac {e} {\ mu _ {0} \ cdot S}} \,} , med:

• e{\ displaystyle e \,} tykkelse på luftspalte,
• μ0{\ displaystyle \ mu _ {0} \,} vakuum permeabilitet
• S{\ displaystyle S \,} luftgapsseksjon

Hvis tykkelsen på luftspalten er stor, er det ikke lenger mulig å vurdere at magnetfeltlinjene forblir vinkelrett på luftspalten. Vi må da ta hensyn til utvidelsen av magnetfeltet, det vil si ta i betraktning at seksjonen S er større enn metalldelene på hver side av luftspalten.

Motvilje fra en heterogen krets

Loven om tilknytning av motvilligheter gjør det mulig å beregne den for en magnetisk krets av kompleks form eller sammensatt av materialer med forskjellige magnetiske egenskaper. Denne kretsen er brutt ned i en homogen seksjon, det vil si av den samme seksjonen og laget av det samme materialet.

• Assosiasjon i serie: Når to homogene seksjoner har henholdsvis motvilje og følger hverandre, er motviljen til det heleR1{\ displaystyle {\ mathcal {R}} _ {1}}R2{\ displaystyle {\ mathcal {R}} _ {2}}Req.serJege=R1+R2{\ displaystyle {\ mathcal {R}} _ {eq.serie} = {\ mathcal {R}} _ {1} + {\ mathcal {R}} _ {2}}

• Parallell assosiasjon: Når to homogene seksjoner har henholdsvis for motvilje og er plassert side om side, er motviljen til helheten slik at , enten igjen .R1{\ displaystyle {\ mathcal {R}} _ {1}}R2{\ displaystyle {\ mathcal {R}} _ {2}}Req.//{\ displaystyle {\ mathcal {R}} _ {ekv .//}}1Req.//=1R1+1R2{\ displaystyle {\ frac {1} {{\ mathcal {R}} _ {eq.//*********************** {1} { {\ mathcal {R}} _ {1}}} + {\ frac {1} {{\ \ mathcal {R}} _ {2}}}}Req.//=R1.R2R1+R2{\ displaystyle {\ mathcal {R}} _ {eq.//******************** {{\ mathcal {R}} _ {1}. { \ mathcal {R}} _ {2}} {{\ mathcal {R}} _ {1} + {\ mathcal {R}} _ {2}}}}

Ved hjelp av disse lovene kan vi beregne motviljen til hele den komplekse magnetiske kretsen.

Se også

Relaterte artikler

• Magnetisme
• Elektrisk transformator
• Spole (strøm)
• Steinmetz formel
• Laminerte laken

Eksterne linker

• Magnetiske kretser av maskiner

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