Circuit magnetic

Un circuit magnetic este un circuit realizat în general din material feromagnetic prin care curge un flux de câmp magnetic.

Câmpul magnetic este în general creat fie prin înfășurări care închid circuitul magnetic și traversat de curenți, fie prin magneți conținuți în circuitul magnetic.

Când mai multe circuite electrice sunt înfășurate în jurul aceluiași circuit magnetic, acestea constituie circuite cuplate magnetic .

Constituție, fabricare

Se compune dintr-un ansamblu de piese realizate din materiale feromagnetice. Poate include un spațiu de aer  : spațiu de aer mic în circuit.

Acest decalaj poate fi:

• structural: este cazul mașinilor rotative în care rotorul este separat de stator printr-un spațiu de aer dorit cât mai mic posibil;
• intenționat: face posibilă evitarea saturației circuitului magnetic și conferă liniaritate mai mare inductanței astfel create.

Circuit magnetic supus unui câmp magnetic permanent

Dacă câmpul magnetic este constant în timp, pierderile magnetice: pierderile prin curenți turbionari și pierderile prin histerezis sunt inexistente. Prin urmare, circuitul magnetic este adesea realizat din fier solid moale sau oțel turnat: cele mai economice materiale și metode de fabricație.

Circuit magnetic supus unui câmp magnetic periodic de joasă frecvență

În acest caz, este necesar să se limiteze pierderile magnetice.

• Pierderile de histerezis sunt limitate de utilizarea materialelor cu ciclu îngust .
• Pierderile de curenți turbionari sunt limitate de o laminare a circuitului magnetic: Pentru a înlocui o parte solidă, procedăm cu un teanc de foi izolate unele de altele. Scopul izolației este de a preveni fluxul de curenți de la o placă la alta.

Circuit magnetic supus unui câmp magnetic periodic de înaltă frecvență

Pierderile de curenți turbionari cresc în funcție de pătratul frecvenței. Circuitele magnetice utilizate la frecvență înaltă trebuie realizate folosind materiale feromagnetice izolante.

• Cei feritele sunt amestecuri de oxizi de fier III și alte metale bivalente M (M poate fi de fier. In acest caz , ferita rezultat este numit magnetită). Cele mai utilizate pe scară largă pentru constituirea circuitelor magnetice sunt feritele pe bază de zinc (Zn) și / sau mangan (Mn).
• Cele Materialele nanocristaline sunt cristale de aglomeratelor a căror dimensiune este de ordinul nanometrilor zece încorporate într - o fază amorfă. Sunt formate din fier, alte metale (cupru, niobiu) și metaloizi (carbon, siliciu, bor). Excitațiile lor coercitive fiind foarte slabe, de ordinul A / m, prezintă un ciclu de histerezis foarte îngust.

Analogie Hopkinson

Principii

Această analogie constă în trasarea unei paralele între circuitele electrice și circuitele magnetice.

Circuite electrice	Circuite magnetice
Intensitatea curentului electric Eu{\ displaystyle I \,}	Fluxul câmpului magnetic în circuit φ{\ displaystyle \ varphi \,}
Rezistenţă R{\ displaystyle R \,}	Reticenta R{\ displaystyle {\ mathcal {R}} \,}
Permitivitate ϵ{\ displaystyle \ epsilon \,}	Permeabilitate μ{\ displaystyle \ mu \,}
Forta electromotoare E{\ displaystyle E \,}	Forța magnetomotorie sauF{\ displaystyle {\ mathcal {F}} \,}∑nuEu{\ displaystyle \ sum nI \,}
Legea lui Pouillet ∑euEeu=∑eu(Reu⋅Eu){\ displaystyle \ sum _ {i} E_ {i} = \ sum _ {i} (R_ {i} \ cdot I) \,}	Legea lui Hopkinson ∑euFeu=∑eu(Reu⋅φ){\ displaystyle \ sum _ {i} {\ mathcal {F}} _ {i} = \ sum _ {i} ({\ mathcal {R}} _ {i} \ cdot \ varphi) \,}

Reticența unui circuit magnetic

Reticența unui circuit magnetic omogen

Pentru un circuit magnetic omogen, adică format dintr-un singur material și o secțiune omogenă, există o relație care face posibilă calcularea reticenței sale în funcție de materialul care îl constituie și de dimensiunile sale:

R=1μ⋅lS{\ displaystyle {\ mathcal {R}} = {\ frac {1} {\ mu}} \ cdot {\ frac {l} {S}} \,}în H −1

• μ{\ displaystyle \ mu \,}fiind permeabilitatea magnetică în kg m A −2  s −2 ,
• l{\ displaystyle l \,}lungimea în metri ,
• S{\ displaystyle S \,}secțiunea în m 2 .

Reticența echivalentă a unui spațiu aerian

Reticența unui strat de aer subțire este dat de

R=eμ0⋅S{\ displaystyle {\ mathcal {R}} = {\ frac {e} {\ mu _ {0} \ cdot S}} \,} , cu:

• e{\ displaystyle e \,} grosimea golului de aer,
• μ0{\ displaystyle \ mu _ {0} \,} permeabilitatea la vid
• S{\ displaystyle S \,} secțiunea golului de aer

Dacă grosimea spațiului de aer este mare, nu mai este posibil să se ia în considerare faptul că liniile câmpului magnetic rămân perpendiculare pe spațiul de aer. Apoi trebuie să luăm în considerare expansiunea câmpului magnetic, adică să considerăm că secțiunea S este mai mare decât cea a părților metalice de pe ambele părți ale golului de aer.

Reticența unui circuit eterogen

Legile asocierii reticențelor permit calcularea unui circuit magnetic de formă complexă sau compus din materiale cu caracteristici magnetice diferite. Acest circuit este descompus într-o secțiune omogenă, adică din aceeași secțiune și realizată din același material.

• Asociere în serie: Când două secțiuni omogene având respectiv pentru reticență și se succed, reticența întregului esteR1{\ displaystyle {\ mathcal {R}} _ {1}}R2{\ displaystyle {\ mathcal {R}} _ {2}}Req.sereue=R1+R2{\ displaystyle {\ mathcal {R}} _ {eq.serie} = {\ mathcal {R}} _ {1} + {\ mathcal {R}} _ {2}}

• Asocierea în paralel: Când două secțiuni omogene având respectiv pentru reticență și sunt plasate una lângă alta, reticența întregului este astfel încât , fie din nou .R1{\ displaystyle {\ mathcal {R}} _ {1}}R2{\ displaystyle {\ mathcal {R}} _ {2}}Req.//{\ displaystyle {\ mathcal {R}} _ {eq.//}}1Req.//=1R1+1R2{\ displaystyle {\ frac {1} {{\ mathcal {R}} _ {eq.//*********************** {1} { {\ mathcal {R}} _ {1}}} + {\ frac {1} {{\ mathcal {R}} _ {2}}}}Req.//=R1.R2R1+R2{\ displaystyle {\ mathcal {R}} _ {eq.//********************* {{\ mathcal {R}} _ {1} . {\ mathcal {R}} _ {2}} {{\ mathcal {R}} _ {1} + {\ mathcal {R}} _ {2}}}}

Folosind aceste legi putem calcula reticența întregului circuit magnetic complex.

Vezi și tu

Articole similare

• Magnetism
• Transformator electric
• Bobină (electricitate)
• Formula Steinmetz
• Foi laminate

linkuri externe

• Circuite magnetice ale mașinilor

<img src="https://fr.wikipedia.org/wiki/Special:CentralAutoLogin/start?type=1x1" alt="" title="" width="1" height="1" style="border: none; position: absolute;">