¿Para qué sirve el cálculo del circuito magnético?
Para algunos fines técnicos, aquí consideraremos un ejemplo de varios de ellos, es necesario calcular los parámetros de los circuitos magnéticos. Y la herramienta principal en estos cálculos es la ley general de operación. Suena así: la integral de línea del vector de intensidad del campo magnético a lo largo de un bucle cerrado es igual a la suma algebraica de las corrientes cubiertas por este bucle. La ley general aplicable queda redactada de la siguiente manera:
Y si en este caso el circuito de integración cubre una bobina de W vueltas a través de las cuales fluye una corriente I, entonces la suma algebraica de las corrientes es el producto I * W, este producto se llama fuerza magnetomotriz del MDF, que se denota F Esta posición queda redactada de la siguiente manera:
El contorno de integración a menudo se elige para que coincida con la línea del campo magnético, en este caso el producto vectorial se reemplaza por el producto habitual de cantidades escalares, la integral se reemplaza por la suma de los productos H * L, luego las secciones del campo magnético circuito se eligen de modo que la fuerza H sobre ellos se considere constante. Entonces, la ley general aplicable toma una forma más simple:
Aquí, por cierto, se introduce el concepto de «resistencia magnética», definida como la relación entre la tensión magnética H * L en un área dada y el flujo magnético Ф en ella:
Por ejemplo, considere el circuito magnético que se muestra en la figura. Aquí, el núcleo ferromagnético tiene en toda su longitud la misma área de sección transversal S. Tiene una cierta longitud de la línea central del campo magnético L, así como un entrehierro con un valor sigma conocido. A través de la herida sinuosa de lo dado circuito magnético, fluye cierta corriente magnetizante I.
En el problema de cálculo del circuito magnético directo, basado en un flujo magnético Ф dado en el circuito magnético, encuentre la magnitud del MDF F. Primero, determine la inducción B en el circuito magnético, para esto divida el flujo magnético Ф por la cruz- área de la sección S del circuito magnético.
El segundo paso a lo largo de la curva de magnetización es encontrar el valor de la intensidad del campo magnético H correspondiente al valor dado de la inducción B. Luego se escribe la ley de corriente total, en la que se incluyen todas las secciones del circuito magnético:
Un ejemplo de un problema sencillo
Supongamos que hay un circuito magnético cerrado: un núcleo toroidal hecho de acero transformador, la inductancia de saturación es de 1.7 T. Es necesario encontrar la corriente de magnetización I a la que se saturará el núcleo, si se sabe que el devanado contiene W = 1000 giros. La longitud de la línea central es Lav = 0,5 m Se da la curva de magnetización.
Respuesta:
H * Lav = W * I.
Encuentre H a partir de la curva de magnetización: H = 2500A/m.
Por lo tanto, I = H * Lav / W = 2500 * 0,5 / 1000 = 1,25 (amperios).
Nota.Los problemas de espacios no magnéticos se resuelven de manera similar, entonces el lado izquierdo de la ecuación tendrá la suma de todos los HL para las secciones del circuito magnético y para la sección del espacio. La fuerza del campo magnético en el espacio se determina dividiendo el flujo magnético (es el mismo en todas partes a lo largo del circuito magnético) por el área del espacio y por permeabilidad magnética en el vacío
El problema inverso de cálculo del circuito magnético sugiere que, en base a la fuerza magnetomotriz F conocida, es necesario encontrar la magnitud del flujo magnético.
Para resolver este problema, a veces recurren a la característica magnética del circuito MDF F = f (Ф), donde varios valores del flujo magnético Ф corresponden a cada uno de sus propios valores de MDS F Entonces en F, el valor del flujo magnético F.
Un ejemplo de un problema inverso
Una bobina de W = 1000 espiras se enrolla en un circuito magnético toroidal cerrado (como en el problema directo anterior) de acero transformador, por la bobina circula una corriente I = 1,25 amperios. La longitud de la línea central es L = 0,5 m La sección transversal del circuito magnético es S = 35 cm2. Encuentre el flujo magnético Φ en el núcleo usando la curva de magnetización reducida.
Respuesta:
MDS F = I * W = 1,25 * 1000 = 1250 amperios. F = HL, lo que significa H = F / L = 1250 / 0,5 = 2500A / m.
De la curva de magnetización encontramos que para una fuerza dada la inducción es B = 1.7 T.
Flujo magnético Ф = B * S, lo que significa Ф = 1,7 * 0,0035 = 0,00595 Wb.
Nota. El flujo magnético en todo el circuito magnético no ramificado será el mismo, e incluso si hay un espacio de aire, entonces el flujo magnético será el mismo que la corriente en un circuito eléctrico. Ver Ley de Ohm para un circuito magnético..
Otros ejemplos: Cálculo de circuitos magnéticos