Магнитное сопротивление

Магнитное сопротивление
Общие символы	${\ Displaystyle {\ mathcal {R}}}$ , ${\ Displaystyle {\ mathcal {S}}}$
Единица СИ	H ⁻¹
Производные от других величин	${\ displaystyle {\ frac {1} {\ mathcal {P}}}}$ , , ${\ Displaystyle {\ frac {\ mathcal {F}} {\ Phi}}}$ ${\ displaystyle {\ frac {l} {\ mu _ {0} \ mu _ {r} A}}}$
Измерение	M ⁻¹ L ⁻² Т ² I ²

Магнитные цепи
Часть серии по
Модели
Модель сопротивления-сопротивления Гираторно-конденсаторная модель
Переменные
Магнитодвижущая сила ${\ displaystyle {\ mathcal {F}}}$ Магнитный поток ${\ displaystyle \ Phi}$
Элементы
Проницаемость Магнитное сопротивление ${\ Displaystyle {\ mathcal {R}}}$ Магнитное сопротивление ${\ Displaystyle Z _ {\ mathrm {M}}}$ Магнитная индуктивность ${\ Displaystyle L _ {\ mathrm {M}}}$
Физический портал
v т е

Магнитное сопротивление или магнитное сопротивление - это понятие, используемое при анализе магнитных цепей . Он определяется как отношение магнитодвижущей силы (ммс) к магнитному потоку . Он представляет собой противодействие магнитному потоку и зависит от геометрии и состава объекта.

Магнитное сопротивление в магнитной цепи аналогично электрическому сопротивлению в электрической цепи, поскольку сопротивление является мерой сопротивления электрическому току . Определение магнитного сопротивления в этом отношении аналогично закону Ома . Однако магнитный поток, проходящий через сопротивление, не вызывает рассеивания тепла, как это происходит при прохождении тока через сопротивление. Таким образом, аналогию нельзя использовать для моделирования потока энергии в системах, где энергия пересекает магнитную и электрическую области. Альтернативной аналогией модели сопротивления, которая правильно представляет потоки энергии, является модель гиратора-конденсатора .

Магнитное сопротивление - это скалярная величина , подобная электрическому сопротивлению. Единица измерения магнитного сопротивления - обратный генри , Гн ^-1 .

История [ править ]

Термин « сопротивление» был придуман в мае 1888 года Оливером Хевисайдом . ^[1] Понятие «магнитное сопротивление» было впервые упомянуто Джеймсом Джоулем в 1840 году. ^[2] Идея закона магнитного потока , подобного закону Ома для замкнутых электрических цепей , приписывается Генри Августу Роуленду в статье 1873 года. ^[3] Роуленд также является автором термина « магнитодвижущая сила» в 1880 году, ^[4] также введен, по-видимому, независимо, немного позже в 1883 году Бозанке. ^[5]

Нежелание обычно обозначается прописной прописной буквой . ${\ Displaystyle \ scriptstyle {\ mathcal {R}}}$

Определения [ править ]

В обоих полях переменного и постоянного тока сопротивление представляет собой отношение магнитодвижущей силы (МДС) в магнитной цепи к магнитному потоку в этой цепи. В пульсирующем поле постоянного или переменного тока сопротивление также пульсирует (см. Векторов ).

Определение можно выразить следующим образом:

{\ Displaystyle {\ mathcal {R}} = {\ frac {\ mathcal {F}} {\ Phi}}}

куда

${\ Displaystyle \ scriptstyle {\ mathcal {R}}}$ («R») - сопротивление в ампер-витках на вебер (единица, эквивалентная виткам на генри ). « Повороты » относится к обмотке числа электрического проводника , содержащего катушку индуктивности.
${\ Displaystyle \ scriptstyle {\ mathcal {F}}}$ («F») - магнитодвижущая сила (MMF) в ампер-витках.
Φ («Phi») - магнитный поток в веберах.

Иногда он известен как закон Гопкинсона и аналогичен закону Ома, в котором сопротивление заменяется на сопротивление, напряжение - на MMF, а ток - на магнитный поток.

Проницаемость - это величина, обратная сопротивлению:

{\ Displaystyle {\ mathcal {P}} = {\ frac {1} {\ mathcal {R}}}}

Его производной единицей в системе СИ является генри (то же, что и единица индуктивности , хотя эти два понятия различны).

Магнитный поток всегда образует замкнутую петлю, как описано уравнениями Максвелла , но путь петли зависит от сопротивления окружающих материалов. Он сконцентрирован на пути наименьшего сопротивления. Воздух и вакуум имеют высокое сопротивление, тогда как легко намагничиваемые материалы, такие как мягкое железо, имеют низкое сопротивление. Концентрация магнитного потока в материалах с низким магнитным сопротивлением формирует прочные временные полюсы и вызывает механические силы, которые стремятся перемещать материалы к областям с более высоким магнитным потоком, поэтому это всегда сила притяжения (притяжение).

Сопротивление однородной магнитной цепи можно рассчитать как:

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

куда

l - длина контура в метрах
${\ displaystyle \ scriptstyle \ mu _ {0}}$ - проницаемость вакуума, равная (или, = = ) $4\pi \times 10^{-7}\scriptstyle {\frac {\text{henry}}{\text{metre}}}$ $\scriptstyle {\frac {{\text{kilogram}}\times {\text{meter}}}{{\text{ampere}}^{2}\times {\text{second}}^{2}}}$ $\scriptstyle {\frac {{\text{second}}\times {\text{volt}}}{{\text{ampere}}\times {\text{meter}}}}$ $\scriptstyle {\frac {\text{joule}}{{\text{ampere}}^{2}\times {\text{meter}}}}$
$\scriptstyle \mu _{r}$ относительная магнитная проницаемость материала (безразмерная)
$\scriptstyle \mu$ проницаемость материала ( ) $\scriptstyle \mu \;=\;\mu _{0}\mu _{r}$
A - площадь поперечного сечения контура в квадратных метрах

Приложения [ править ]

В сердечнике некоторых трансформаторов могут быть созданы постоянные воздушные зазоры, чтобы уменьшить эффект насыщения . Это увеличивает сопротивление магнитной цепи и позволяет ей накапливать больше энергии до насыщения сердечника. Этот эффект также используется в обратном трансформаторе .
Переменные воздушные зазоры могут быть созданы в сердечниках с помощью подвижного держателя для создания переключателя потока, который изменяет величину магнитного потока в магнитной цепи без изменения постоянной магнитодвижущей силы в этой цепи.
Принцип изменения реактивного сопротивления лежит в основе реактивного двигателя (или генератора переменного реактивного сопротивления) и генератора переменного тока Alexanderson . Другими словами, силы сопротивления стремятся к максимально выровненной магнитной цепи и минимальному воздушному зазору.
Мультимедийные громкоговорители обычно имеют магнитную защиту, чтобы уменьшить магнитные помехи, вызываемые телевизорами и другими ЭЛТ . Магнит динамика покрыт таким материалом, как мягкое железо, чтобы минимизировать паразитное магнитное поле.

Нежелание также может применяться к:

Электродвигатели сопротивления
Пикапы с переменным сопротивлением (магнитные)
Магнитная емкость
Магнитная цепь
Магнитное комплексное сопротивление

Ссылки [ править ]

^ Хевисайд О. (1892) Электрические документы, Том 2 - L .; Нью-Йорк: Макмиллан, стр. 166
Перейти ↑ Joule J. (1884) Scientific Papers, vol 1 , p.36
^ Роуленд, Генри А. (1873). «XIV. О магнитной проницаемости и максимуме магнетизма железа, стали и никеля». Философский журнал . Серия 4. 46 (304): 140–159. DOI : 10.1080 / 14786447308640912 .
^ Роуленд, Генри A, "Об общих уравнениях электромагнитного действия, с приложением к новой теории магнитного притяжения, и к теории магнитного вращения плоскости поляризации света" ( часть 2 ), American Journal математики , т. 3, №№ 1–2, стр. 89–113, март 1880 г.
^ Бозанкет, РКЗ (1883). «XXVIII. О магнитодвижущей силе» (PDF) . Философский журнал . Серия 5. 15 (93): 205–217. DOI : 10.1080 / 14786448308628457 .

[1] Хевисайд О. (1892) Электрические документы, Том 2 - L .; Нью-Йорк: Макмиллан, стр. 166

[2] Перейти ↑ Joule J. (1884) Scientific Papers, vol 1 , p.36

[3] Роуленд, Генри А. (1873). «XIV. О магнитной проницаемости и максимуме магнетизма железа, стали и никеля». Философский журнал . Серия 4. 46 (304): 140–159. DOI : 10.1080 / 14786447308640912 .

[4] Роуленд, Генри A, "Об общих уравнениях электромагнитного действия, с приложением к новой теории магнитного притяжения, и к теории магнитного вращения плоскости поляризации света" ( часть 2 ), American Journal математики , т. 3, №№ 1–2, стр. 89–113, март 1880 г.

[5] Бозанкет, РКЗ (1883). «XXVIII. О магнитодвижущей силе» (PDF) . Философский журнал . Серия 5. 15 (93): 205–217. DOI : 10.1080 / 14786448308628457 .

[1]