Manyetik alanları hesaplama yöntemleri

Manyetik alanları hesaplamak için birçok görev türü vardır. Bir manyetik alanda çalışan devrelerin endüktansını belirleme görevlerine ek olarak, karmaşık ferromanyetik yapılarda manyetik alanları hesaplama görevleri, belirli bir yoğunlukta bir manyetik alan elde etmek için akımları belirli bir hacimde dağıtma görevleri vb.

Manyetik alanları hesaplama yöntemleri analitik, grafiksel ve deneysel olarak ayrılabilir.Manyetik alanları hesaplama yöntemleri analitik, grafiksel ve deneysel olarak ayrılabilir.Manyetik alanları hesaplama yöntemleri şu şekilde ayrılabilir:

• analitik;

• grafik;

• deneysel.

Analitik yöntemler, Poisson denklemlerinin entegrasyonunu (akımın aktığı alanlar için), Laplace seviyelerinin entegrasyonunu (akımların işgal etmediği alanlar için), ayna görüntüleri yöntemini vb. kullanır. Küresel veya silindirik simetri durumunda, genel çalışma kanunları için formüller kullanılır.

Mıknatıslanmış ortamın varlığında, problemler hem skaler hem de vektörel manyetik potansiyeller kullanılarak çözülebilir. Serbest akımlar bizi ilgilendiren hacmin dışındaysa, sorunu skaler potansiyeller kullanarak çözmek en iyisidir. Bu durumda, sınır koşulları bir skaler potansiyel ile ifade edilir.

Sürekli bir ferromanyetik ortamdaki manyetik alanı hesaplamak için, manyetik alan denklemlerinin iletken bir ortamdaki doğru akım denklemlerine benzerliğine dayanan bir yöntem kullanılır. Ancak yöntem aynı sınır koşulları altında geçerlidir ki bu genellikle böyle değildir.

Aslında, tellerin etrafındaki boşluğun elektriksel iletkenliği sıfır iken, manyetik akı için yalıtkan yoktur ve tek tek elemanlara paralel akı sızıntısı önemli olabilir. Manyetik devrenin manyetik geçirgenliği ne kadar yüksek olursa, o kadar az hata elde edilir.

Sonuçların yakınsamasına rağmen, akış yolunun manyetik devre şeklinde temsili, problemin genel yöntemlerle çözüldüğü durumlarda hesaplamaların yapılmasını sağladığı için elektrikli makine ve ekipmanların tasarımının temelini oluşturur. pratik olarak imkansızdır.

Manyetik geçirgenliğin alan gücüne doğrusal olmayan bağımlılığı, ferromanyetik maddelerin mevcudiyetinde hesaplamalarda bir karmaşıklık getirir. Bu bağımlılık biliniyorsa, problem ardışık yaklaşımlar yöntemiyle çözülür.

İlk olarak, geçirgenlik değerinin sabit olduğu varsayılarak bir çözüm bulunur.Daha sonra, manyetik devrenin çeşitli noktalarında geçirgenlik belirlendikten sonra, manyetik geçirgenlik değerine yönelik düzeltmeler dikkate alınarak problem tekrar çözülür. Hesaplama, manyetik alan şiddeti veya manyetik indüksiyon değerlerinin belirtilenlerden izin verilen sapmaları elde edilene kadar tekrarlanır.

Analitik yöntemler, matematiksel nitelikteki zorluklar nedeniyle çok küçük bir dizi problemi çözmeyi mümkün kılar. Alanın analitik yöntemlerle hesaplanmasının zor olduğu durumlarda, alanın resminin grafiksel olarak oluşturulmasına başvurunuz. Bu yöntem, iki boyutlu döndürme alanlarını hesaplamak için kullanılabilir.

Çok zor durumlarda, özellikle uzamsal alanlarda, bu niceliği ölçme yöntemlerinden biriyle alanın tek tek noktalarındaki indüksiyonu belirlemeyi içeren deneysel bir alan çalışmasına başvururlar.

İletken bir ortamdaki akım alanlarını kullanan bir simülasyon da kullanılır.Bu simülasyon, iletken bir ortamdaki bir alan ile bir girdap manyetik alanı arasındaki analojiye dayanır.

Manyetik alanın en basit kalitatif çalışması, alan modelini, ferromanyetik olmayan bir malzemeden düz bir levha üzerine dökülen çelik talaşları veya kerosen gibi bir sıvı içinde asılı duran demir oksit tozları kullanarak belirleyerek gerçekleştirilir. İkinci yöntem yaygın olarak kullanılmaktadır çelik ürünlerdeki kusurların manyetik tespiti için.

Gelecekte, «Bir elektrikçi için yararlı» sitesinde, manyetik alanları hesaplamak için birkaç tipik görevi ele alacağız: vakumda (havada) tekdüze bir manyetik alanda bir elektromanyetik topun alanını hesaplamak, yöntemi kullanma yöntemi manyetik alanları hesaplamak için ayna görüntüleri, çeşitli manyetik devrelerin hesaplamaları ile örnekler.

Ayrıca bakınız:

Manyetik devrelerin hesaplanması ne için?

Akım taşıyan bobinin manyetik alanı

Manyetik alanları ölçmenin ilkeleri, manyetik alan parametrelerini ölçmek için aletler