Magnetiline reluktants

Magnetiline reluktants ehk magnetiline takistus on magnetiliste ahelate analüüsimisel kasutatav mõõtühik. See on nagu elektriahelas esinev takistus, kuid magnetilise energia hajutamise asemel salvestab see magnetilist energiat. Nii nagu elektriväli põhjustab elektrivoolu liikumist vähima vastupanu suunas, põhjustab magnetväli magnetvoo liikumist vähima magnetilise reluktantsi suunas. See on skalaarne, ulatuslik suurus, nagu elektritakistus.

Tagasihoidlikkus on tavaliselt tähistatud suure R-ga.

Ajalugu

Selle termini lõi 1888. aasta mais Oliver Heaviside. Mõistet "magnetiline takistus" mainis esmakordselt James Joule ja terminit "magnetomotoorne jõud" (MMF) nimetas esmakordselt Bosanquet. Magnetvoo seaduse idee, mis sarnaneb Ohmi seadusele suletud elektriahelate puhul, on pärit H. Rowlandilt.

Määratlus

Kogureluktants on võrdne "magnetomotoorse jõu" (MMF) ja magnetvoo suhtega passiivses magnetahelas. Vahelduvvooluväljas on reluktants sinusoidse MMF ja magnetvoo amplituudväärtuste suhe. (vt faasoreid)

Määratlust võib väljendada järgmiselt:

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

kus

R {\displaystyle {\mathcal {R}}} $\mathcal R$ ("R") on reluktants amprit pöörete kohta weberi kohta (ühik, mis on samaväärne pööretega henri kohta). "Turns" viitab induktori moodustava elektrijuhi mähiste arvule.

F {\displaystyle {\mathcal {F}}} $\mathcal F$ ("F") on magnetomotoorjõud (MMF) amprit-tundides.

Φ ("Phi") on magnetvoog veebersides.

Seda nimetatakse mõnikord Hopkinsoni seaduseks ja see on analoogne Ohmi seadusega, kusjuures takistus on asendatud reluktantsiga, pinge MMF-iga ja voolu magnetvooga.

Magnetvoog moodustab alati suletud ahela, nagu seda kirjeldavad Maxwelli võrrandid, kuid ahela tee sõltub ümbritsevate materjalide reluktantsist. See koondub ümber kõige väiksema reluktantsiga raja. Õhul ja vaakumil on suur reluktants. Kergesti magnetiseeruvatel materjalidel, näiteks pehmel raual, on väike reluktants. Madala reluktiivsusega materjalide voolu kontsentratsioon moodustab tugevad ajutised poolused ja põhjustab mehaanilisi jõude, mis kipuvad materjale liigutama kõrgema vooluga piirkondade suunas, nii et see on alati tõmbevõime (tõmbejõud).

Ühetaolise magnetahela reluktantsi saab arvutada järgmiselt:

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

või

R = l μ A {\displaystyle {\mathcal {R}={\frac {l}{\mu A}}} ${\mathcal {R}}={\frac {l}{\mu A}}$

kus

l on vooluahela pikkus meetrites

μ 0 {\displaystyle \mu _{0}} $\mu _{0}$ on vaba ruumi läbilaskvus, mis on võrdne 4 π × 10 - 7 {\displaystyle 4\pi \times 10^{-7}} $4\pi \times 10^{-7}$ henry meetri kohta.

μ r {\displaystyle \mu _{r}} $\mu _{r}$ on materjali suhteline magnetiline läbilaskvus (mõõtmeta).

μ {\displaystyle \mu } $\mu$ on materjali läbilaskvus ( μ = μ 0 μ r {\displaystyle \mu =\mu _{0}\mu _{r}} $\mu =\mu _{0}\mu _{r}$ )

A on vooluahela ristlõike pindala ruutmeetrites.

Reluktantsi pöördväärtust nimetatakse läbilaskvuseks.

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

Selle SI-ühik on henry (sama, mis induktiivsuse ühik, kuigi need kaks mõistet on erinevad).

Rakendused

Teatavate trafode südamikusse võib luua õhuvahe, et vähendada küllastumise mõju. See suurendab magnetahela reluktantsi ja võimaldab salvestada rohkem energiat enne südamiku küllastumist. Seda efekti kasutatakse ka flyback-trafos.

Reluktantsi muutumine on reluktantsmootori (või muutuva reluktantsiga generaatori) ja Alexandersoni vahelduvvoolumootori põhimõte. Teisisõnu, reluktantsi jõud otsivad kõige rohkem joondatud magnetahelat ja väikest õhuvahekaugust.

Multimeediakõlarid on tavaliselt magnetiliselt varjestatud, et vähendada magnetilisi häireid, mida nad tekitavad teleritele ja muudele CRT-dele. Kõlarimagnet on kaetud sellise materjaliga nagu pehme raud, et vähendada hajamagnetvälja.

Vastumeelsust võib kohaldada ka:

Takistusmootorid
Muutuva reluktantsiga (magnetilised) võtmed

Seotud leheküljed

Dielektriline kompleksne reluktants
Magnetiline mahtuvus
Magnetiline mahtuvus
Magnetiline vooluring
Magnetiline kompleksne reluktants
Takistusmootor