Magnētiskā lauka aprēķināšanas metodes

Magnētisko lauku aprēķināšanai ir daudz veidu uzdevumu. Papildus magnētiskajā laukā strādājošo ķēžu induktivitātes noteikšanas uzdevumiem ir arī uzdevumi magnētisko lauku aprēķināšanai sarežģītās feromagnētiskās struktūrās, uzdevumi strāvu sadalei noteiktā tilpumā, lai iegūtu magnētisko lauku ar noteiktu intensitāti utt.

Magnētisko lauku aprēķināšanas metodes var iedalīt analītiskajā, grafiskajā un eksperimentālajā. Magnētisko lauku aprēķināšanas metodes var iedalīt analītiskajā, grafiskajā un eksperimentālajā. Magnētiskā lauka aprēķināšanas metodes var iedalīt:

• analītisks;

• grafisks;

• eksperimentāls.

Analītiskās metodes izmanto Puasona vienādojumu integrāciju (zonām, kur plūst strāva), Laplasa līmeņu integrāciju (zonām, kuras neaizņem straumes), spoguļattēlu metodi utt. Sfēriskas vai cilindriskas simetrijas gadījumā tiek izmantotas vispārīgo darbības likumu formulas.

Magnetizētu datu nesēju klātbūtnē problēmas var atrisināt, izmantojot gan skalāros, gan vektoros magnētiskos potenciālus. Ja brīvās strāvas ir ārpus mums interesējošā apjoma, vislabāk ir atrisināt problēmu, izmantojot skalāros potenciālus. Šajā gadījumā robežnosacījumus izsaka skalārais potenciāls.

Lai aprēķinātu magnētisko lauku nepārtrauktā feromagnētiskā vidē, tiek izmantota metode, kuras pamatā ir magnētiskā lauka vienādojumu līdzība ar līdzstrāvas vienādojumiem vadošā vidē. Tomēr metode ir derīga ar tādiem pašiem robežnosacījumiem, kas parasti tā nav.

Faktiski, lai gan telpas ap vadiem elektriskā vadītspēja ir nulle, magnētiskajai plūsmai nav izolatoru, un plūsmas noplūde paralēli atsevišķiem elementiem var būt nozīmīga. Jo lielāka ir magnētiskās ķēdes magnētiskā caurlaidība, jo mazāk kļūdu tiek iegūtas.

Neskatoties uz rezultātu konverģenci, plūsmas ceļa attēlojums magnētiskās ķēdes veidā ir elektrisko mašīnu un iekārtu projektēšanas pamatā, jo tas ļauj veikt aprēķinus gadījumos, kad problēmas risinājums tiek izmantots ar vispārīgām metodēm. ir praktiski neiespējami.

Aprēķinos feromagnētisko vielu klātbūtnē sarežģījumu rada magnētiskās caurlaidības nelineārā atkarība no lauka intensitātes. Ja šī atkarība ir zināma, tad problēma tiek atrisināta ar secīgu tuvinājumu metodi.

Pirmkārt, tiek atrasts risinājums, pieņemot, ka caurlaidības vērtība ir nemainīga.Pēc tam pēc caurlaidības noteikšanas dažādos magnētiskās ķēdes punktos problēma atkal tiek atrisināta, ņemot vērā magnētiskās caurlaidības vērtības korekcijas. Aprēķinu atkārto, līdz tiek iegūtas pieļaujamās magnētiskā lauka intensitātes vai magnētiskās indukcijas vērtību novirzes no norādītajām.

Analītiskās metodes matemātiskas dabas grūtību dēļ ļauj atrisināt ļoti nelielu uzdevumu kopumu. Gadījumos, kad lauka aprēķināšana ar analītiskām metodēm ir sarežģīta, izmantojiet lauka attēla grafisko konstruēšanu. Šo metodi var izmantot, lai aprēķinātu divdimensiju rotācijas laukus.

Ļoti sarežģītos gadījumos, īpaši ar telpiskajiem laukiem, viņi izmanto lauka eksperimentālu izpēti, kas sastāv no indukcijas noteikšanas atsevišķos lauka punktos ar vienu no šī daudzuma mērīšanas metodēm.

Tiek izmantota arī simulācija, izmantojot strāvas laukus vadošā vidē, kas balstās uz analoģiju starp lauku vadošā vidē un virpuļmagnētisko lauku.

Vienkāršākais kvalitatīvais magnētiskā lauka pētījums tiek veikts, nosakot lauka modeli, izmantojot tērauda skaidas, kas izlietas uz plakanas neferomagnētiska materiāla loksnes, vai izmantojot dzelzs oksīda pulverus, kas suspendēti šķidrumā, piemēram, petroleju. Pēdējā metode tiek plaši izmantota tērauda izstrādājumu defektu magnētiskai noteikšanai.

Nākotnē vietnē «Noderīgi elektriķim» apskatīsim vairākus tipiskus magnētisko lauku aprēķināšanas uzdevumus: elektromagnētiskās bumbiņas lauka aprēķināšana vienmērīgā magnētiskajā laukā vakuumā (gaisā), metodes izmantošanas metode. spoguļattēli magnētisko lauku aprēķināšanai, piemēri ar dažādu magnētisko ķēžu aprēķiniem.

Skatīt arī:

Kam paredzēts magnētisko ķēžu aprēķins?

Strāvas nesošās spoles magnētiskais lauks

Magnētiskā lauka mērīšanas principi, instrumenti magnētiskā lauka parametru mērīšanai