Magnetinių laukų skaičiavimo metodai

Yra daugybė užduočių, skirtų magnetiniams laukams apskaičiuoti. Be magnetiniame lauke veikiančių grandinių induktyvumo nustatymo užduočių, taip pat yra magnetinių laukų skaičiavimo sudėtingose ​​feromagnetinėse struktūrose užduotys, srovių paskirstymo tam tikrame tūryje užduotys, kad būtų gautas tam tikro intensyvumo magnetinis laukas ir kt.

Magnetinių laukų skaičiavimo metodai gali būti skirstomi į analitinius, grafinius ir eksperimentinius Magnetinių laukų skaičiavimo metodus galima skirstyti į analitinius, grafinius ir eksperimentinius Magnetinių laukų skaičiavimo metodus galima suskirstyti į:

• analitinis;

• grafinis;

• eksperimentinis.

Analitiniuose metoduose naudojamas Puasono lygčių integravimas (sritims, kuriose teka srovė), Laplaso lygių integravimas (srovių neužimtoms sritims), veidrodinių vaizdų metodas ir kt. Sferinės arba cilindrinės simetrijos atveju naudojamos bendrųjų veikimo dėsnių formulės.

Esant įmagnetintoms terpėms, problemas galima išspręsti naudojant tiek skaliarinius, tiek vektorinius magnetinius potencialus. Jei laisvosios srovės yra už mus dominančio tūrio ribų, geriausia problemą išspręsti naudojant skaliarinius potencialus. Šiuo atveju ribinės sąlygos išreiškiamos skaliariniu potencialu.

Magnetiniam laukui ištisinėje feromagnetinėje terpėje apskaičiuoti naudojamas metodas, pagrįstas magnetinio lauko lygčių panašumu į nuolatinės srovės lygtis laidžioje terpėje. Tačiau metodas galioja esant toms pačioms ribinėms sąlygoms, o tai paprastai nėra.

Tiesą sakant, nors erdvės aplink laidus elektros laidumas yra lygus nuliui, magnetinio srauto izoliatorių nėra, o srauto nutekėjimas lygiagrečiai atskiriems elementams gali būti reikšmingas. Kuo didesnis magnetinės grandinės magnetinis pralaidumas, tuo mažiau klaidų gaunama.

Nepaisant rezultatų konvergencijos, srauto kelio atvaizdavimas magnetinės grandinės pavidalu yra elektros mašinų ir įrangos projektavimo pagrindas, nes tai leidžia atlikti skaičiavimus tais atvejais, kai problema sprendžiama bendrais metodais. praktiškai neįmanoma.

Skaičiavimus, kai yra feromagnetinių medžiagų, apsunkina netiesinė magnetinio pralaidumo priklausomybė nuo lauko stiprumo. Jei ši priklausomybė žinoma, tai problema išspręsta nuoseklių aproksimacijų metodu.

Pirma, sprendimas randamas darant prielaidą, kad pralaidumo vertė yra pastovi.Tada, nustačius laidumą įvairiuose magnetinės grandinės taškuose, problema vėl išsprendžiama, atsižvelgiant į magnetinio pralaidumo vertės pataisas. Skaičiavimas kartojamas tol, kol gaunami leistini magnetinio lauko stiprumo arba magnetinės indukcijos verčių nuokrypiai nuo nurodytų.

Analitiniai metodai dėl matematinio pobūdžio sunkumų leidžia išspręsti labai mažą uždavinių rinkinį. Tais atvejais, kai sunku apskaičiuoti lauką analitiniais metodais, naudokite grafinę lauko paveikslo konstravimą. Šiuo metodu galima apskaičiuoti dvimačius sukimosi laukus.

Labai sunkiais atvejais, ypač naudojant erdvinius laukus, jie imasi eksperimentinio lauko tyrimo, kurio metu indukcija atskiruose lauko taškuose nustatoma vienu iš šio kiekio matavimo metodų.

Taip pat naudojamas modeliavimas naudojant srovės laukus laidžioje terpėje.Šis modeliavimas pagrįstas lauko laidžioje terpėje ir sūkurinio magnetinio lauko analogija.

Paprasčiausias kokybinis magnetinio lauko tyrimas atliekamas nustatant lauko modelį naudojant plienines drožles, išlietas ant plokščio neferomagnetinės medžiagos lakšto, arba naudojant geležies oksido miltelius, suspenduotus skystyje, pavyzdžiui, žibale. Pastarasis metodas yra plačiai naudojamas magnetiniam plieno gaminių defektų aptikimui.

Ateityje svetainėje „Naudinga elektrikui“ apsvarstysime keletą tipiškų magnetinių laukų skaičiavimo užduočių: elektromagnetinio rutulio lauko apskaičiavimas vienodame magnetiniame lauke vakuume (ore), metodo panaudojimo būdas. veidrodinių vaizdų magnetiniams laukams skaičiuoti, įvairių magnetinių grandinių skaičiavimų pavyzdžiai.

Taip pat žiūrėkite:

Kam reikalingas magnetinių grandinių skaičiavimas?

Srovę nešančios ritės magnetinis laukas

Magnetinių laukų matavimo principai, prietaisai magnetinio lauko parametrams matuoti