자기 저항 자속을 확립하기 어려운 큰 릴럭 턴스 : 또는 자기 저항 반대 수단 선물 자속의 통로이다. 자기 회로에서 자기 저항은 전기 회로의 전기 저항과 동일한 역할을합니다.
전류에 의해 운반되는 코일은 매우 간단한 자기 회로의 예입니다. 전류 덕분에 코일의 기하학적 배열과 코일을 통해 흐르는 전류의 강도에 따라 달라지는 자속이 생성됩니다.
그림 1. 자기 저항은 변압기와 같은 자기 회로의 특성입니다. 출처 : Pixabay.
공식 및 단위
자속을 Φ m 으로 나타내면 다음과 같습니다.
어디:
-N은 코일의 회전 수입니다.
-전류의 강도는 i입니다.
-ℓ c 는 회로의 길이를 나타냅니다.
-A c 는 단면적입니다.
-μ는 매체의 투과성입니다.
지오메트리와 매체의 영향을 결합하는 분모의 요소는 전기 저항과 구별하기 위해 문자 ℜ로 표시되는 스칼라 수량 인 회로의 자기 저항입니다. 그래서:
국제 단위계 (SI)에서 ℜ는 헨리의 역 (회전 수 N 곱하기)으로 측정됩니다. 차례로 Henry는 1 테슬라 (T) x 평방 미터 / 암페어에 해당하는 자기 인덕턴스의 단위입니다. 그러므로:
1 H -1 = 1 A / Tm 2
1 Tm 2 = 1 웨버 (Wb)이므로 거부감도 A / Wb (암페어 / 웨버 또는 더 자주 암페어 턴 / 웨버)로 표현됩니다.
자기 저항은 어떻게 계산됩니까?
자기 저항은 자기 회로의 전기 저항과 동일한 역할을하므로 이러한 회로에 대해 옴의 법칙 V = IR과 동일하게 비유를 확장 할 수 있습니다.
적절하게 순환하지는 않지만 자속 Φ m 이 전류를 대신하는 반면, 전압 V 대신 전기 회로의 기전력 또는 EMF와 유사하게 자기 전압 또는 자기력이 정의됩니다.
자기력은 자속을 유지하는 역할을합니다. 약어 fmm이며 ℱ로 표시됩니다. 이를 통해 마침내 세 가지 수량과 관련된 방정식이 생깁니다.
그리고 방정식 Φ m = Ni / (ℓ c / μA c ) 와 비교하면 다음과 같은 결론을 내립니다.
이런 식으로 홉 킨슨의 법칙이라고 불리는 마지막 방정식 덕분에 회로의 기하학적 구조와 매체의 투과성을 알거나 자속과 자기 장력을 알면 자기 저항을 계산할 수 있습니다.
전기 저항과의 차이
자기 저항 ℜ = ℓ c / μA c에 대한 방정식은 전기 저항에 대한 R = L / σA와 유사합니다. 후자에서 σ는 재료의 전도도를 나타내고 L은 와이어의 길이이며 A는 단면적을 나타냅니다.
이 세 가지 양 : σ, L 및 A는 일정합니다. 그러나 일반적으로 매체 μ의 투자율은 일정하지 않으므로 회로의 자기 저항도 전기적 유사성과 달리 일정하지 않습니다.
예를 들어 공기에서 철분으로 또는 그 반대로 이동할 때 매체에 변화가있는 경우, 투과성에 변화가 있으며 결과적으로 거부감이 달라집니다. 또한 자성 물질은 히스테리시스 사이클을 거칩니다.
즉, 외부 장의 적용으로 인해 장이 제거 된 후에도 재료가 일부 자성을 유지하게됩니다.
이러한 이유로 자기 저항을 계산할 때마다 재료가 사이클에서 어디에 있는지 신중하게 지정하여 자화를 알아야합니다.
예
거부감은 회로의 기하학적 구조에 크게 의존하지만 매체의 투과성에도 의존합니다. 이 값이 높을수록 거부감이 낮아집니다. 강자성 물질의 경우입니다. 반면 공기는 투과성이 낮기 때문에 자기 저항이 더 높습니다.
솔레노이드
솔레노이드는 길이 ℓ의 권선으로 N 회 권선하여 전류 I가 흐르게되며 일반적으로 권선은 원형으로 감겨 있습니다.
내부에는 강하고 균일 한 자기장이 생성되고 외부는 거의 0이됩니다.
그림 2. 솔레노이드 내부의 자기장. 출처 : Wikimedia Commons. Rajiv1840478.
와인딩에 원형이 주어지면 토러스가 있습니다. 내부에는 공기가있을 수 있지만 철심을 배치하면이 미네랄의 높은 투과성 덕분에 자속이 훨씬 높아집니다.
직사각형 철심에 감긴 코일
직사각형 철심에 코일을 감아 자기 회로를 만들 수 있습니다. 이러한 방식으로 전류가 와이어를 통과 할 때 그림 3과 같이 철심 내에 한정된 강렬한 전계 플럭스를 설정할 수 있습니다.
거부감은 회로의 길이와 그림에 표시된 단면적에 따라 다릅니다. 표시된 회로는 코어가 단일 재료로 만들어지고 단면이 균일하게 유지되기 때문에 균일합니다.
그림 3. 철심에 직사각형 모양으로 감긴 코일로 구성된 간단한 자기 회로. 왼쪽 그림 출처 : Wikimedia Commons. 자주
해결 된 운동
- 연습 1
5A의 전류가 흐르면 8mWb의 자속이 생성된다는 것을 알고 2000 회 회전하는 직선형 솔레노이드의 자기 저항을 구합니다.
해결책
전류의 강도와 코일의 회전 수를 사용할 수 있기 때문에 방정식 ℱ = Ni가 자기 전압을 계산하는 데 사용됩니다. 다음과 같이 증가합니다.
그런 다음 ℱ = Φ m 사용 합니다. ℜ 웨버에서 자속을 표현하는 데주의를 기울입니다 (접두사 "m"은 "밀리"를 의미하므로 10-3을 곱합니다 .
이제 거부감이 제거되고 값이 대체됩니다.
-연습 2
그림에 표시된 회로의 자기 저항을 센티미터 단위로 표시된 치수로 계산하십시오. 코어의 투자율은 μ = 0.005655 T · m / A이고 단면적은 25 cm 2 입니다.
그림 4. 예제 2. 자기 회로 2. 출처 : F. Zapata.
해결책
공식을 적용합니다.
투과율과 단면적은 성명서의 데이터로 제공됩니다. 그림에서 빨간색 직사각형의 둘레 인 회로의 길이를 찾는 것이 남아 있습니다.
이를 위해 수평면의 길이가 평균화되어 더 긴 길이와 더 짧은 길이가 추가됩니다. (55 + 25cm) / 2 = 40cm. 그런 다음 수직면에 대해서도 동일한 방식으로 진행합니다 : (60 +30 cm) / 2 = 45 cm.
마지막으로 네 변의 평균 길이가 추가됩니다.
먼저 명령문에 주어진 횡단면의 길이와 면적을 SI 단위로 표현하지 않고 거부 공식에서 대체 값을 뺍니다.
참고 문헌
- Alemán, M. 강자성 코어. 출처 : youtube.com.
- 자기 회로와 꺼림. 출처 : mse.ndhu.edu.tw.
- Spinadel, E. 1982. 전기 및 자기 회로. 새 라이브러리.
- Wikipedia. 자기력. 출처 : es.wikipedia.org.
- Wikipedia. 자기 저항. 출처 : es.wikipedia.org.