Магнитное сопротивление

Магнитное сопротивление
Общие символы	${\mathcal {R}}$, ${\mathcal {S}}$
И объединились	ЧАС −1
Выводы из другие количества	${\frac {1}{\mathcal {P}}}$, ${\frac {\mathcal {F}}{\Phi }}$, ${\frac {l}{\mu _{0}\mu _{r}A}}$
Измерение	М –1 л –2 Т 2 я 2

Магнитное сопротивление , или магнитное сопротивление , представляет собой концепцию, используемую при анализе магнитных цепей . Она 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 . В этом отношении определение магнитного сопротивления аналогично закону Ома . Однако магнитный поток, проходящий через сопротивление, не приводит к рассеиванию тепла, как это происходит при токе через сопротивление. Таким образом, аналогию нельзя использовать для моделирования потока энергии в системах, где энергия пересекает магнитный и электрический домены. Альтернативной аналогией модели сопротивления, которая правильно представляет потоки энергии, является модель гиратора-конденсатора .

Магнитное сопротивление представляет собой скалярную экстенсивную величину . Единицей магнитного сопротивления является обратный генри , H. ⁻¹ .

История

Термин «сопротивление» был придуман в мае 1888 года Оливером Хевисайдом . Понятие «магнитное сопротивление» впервые было упомянуто Джеймсом Джоулем в 1840 году. Идея закона магнитного потока , аналогичного закону Ома для замкнутых электрических цепей , приписывается Генри Огастесу Роуленду в статье 1873 года. Роуленд также является автором термина «магнитодвижущая сила» в 1880 году. также придуман, по-видимому, независимо, чуть позже, в 1883 году, Бозанке.

Сопротивление обычно обозначается курсивной заглавной буквой. ${\mathcal {R}}$.

Определения

Как в переменном, так и в постоянном поле сопротивление представляет собой отношение магнитодвижущей силы (МДС) в магнитной цепи к магнитному потоку в этой цепи. В пульсирующем постоянном или переменном поле сопротивление также пульсирует (см. векторы ).

Определение можно выразить следующим образом: $${\mathcal {R}}={\frac {\mathcal {F}}{\Phi }}$$где

• ${\mathcal {R}}$ («R») — сопротивление в ампер-витках на вебер (единица, эквивалентная виткам на генри ). « Витки » относятся к числу витков электрического проводника, содержащего индуктор.
• ${\mathcal {F}}$ («F») — магнитодвижущая сила (МДС) в ампер-витках.
• Φ («Фи») — магнитный поток в веберах.

Его иногда называют законом Хопкинсона , и он аналогичен закону Ома, в котором сопротивление заменено сопротивлением, напряжение - МДС, а ток - магнитным потоком.

Проницаемость является противоположностью сопротивления: $${\mathcal {P}}={\frac {1}{\mathcal {R}}}$$

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

Магнитный поток всегда образует замкнутый контур, как описано уравнениями Максвелла , но путь контура зависит от сопротивления окружающих материалов. Оно концентрируется на пути наименьшего сопротивления. Воздух и вакуум обладают высоким сопротивлением, тогда как легко намагниченные материалы, такие как мягкое железо, имеют низкое сопротивление. Концентрация потока в материалах с низким сопротивлением образует сильные временные полюса и вызывает механические силы, которые имеют тенденцию перемещать материалы в области с более высоким потоком, поэтому это всегда сила притяжения (притяжения).

Сопротивление однородной магнитной цепи можно рассчитать как: $${\mathcal {R}}={\frac {l}{\mu _{0}\mu _{r}A}}={\frac {l}{\mu A}}$$

где

• l — длина цепи в метрах
• $\mu _{0}$ – проницаемость вакуума, равная ${\textstyle 4\pi \times 10^{-7}\mathrm {\frac {H}{m}} }$ (или, ${\textstyle \mathrm {\frac {kg\cdot m}{A^{2}\cdot s^{2}}} }$ = ${\textstyle \mathrm {\frac {s\cdot V}{A\cdot m}} }$ = ${\textstyle \mathrm {\frac {J}{A^{2}\cdot m}} }$)
• $\mu _{r}$ - относительная магнитная проницаемость материала (безразмерная)
• $\mu$ - проницаемость материала ( $\mu =\mu _{0}\mu _{r}$)
• А — площадь поперечного сечения контура в квадратных метрах.

Приложения

• В сердечнике некоторых трансформаторов могут быть созданы постоянные воздушные зазоры, чтобы уменьшить эффект насыщения . Это увеличивает сопротивление магнитной цепи и позволяет ей сохранять больше энергии до насыщения сердечника. Этот эффект также используется в обратноходовом 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.
• Изменение сопротивления — это принцип, лежащий в основе реактивного двигателя (или генератора с переменным сопротивлением) и генератора переменного тока Александерсона . Другими словами, силы сопротивления стремятся к максимально выровненной магнитной цепи и минимальному воздушному зазору.
• Громкоговорители, используемые вместе с компьютерными мониторами или другими экранами, обычно имеют магнитное экранирование, чтобы уменьшить магнитные помехи, возникающие на экранах, например, в телевизорах или ЭЛТ . Магнит динамика покрыт таким материалом, как мягкое железо, чтобы минимизировать рассеянное магнитное поле.

Нежелание также может быть применено к:

• Реактивные двигатели
• с переменным сопротивлением (магнитные) Датчики
• Магнитная емкость
• Магнитная цепь
• Магнитное комплексное сопротивление