Mágneses terek számítási módszerei

Sokféle feladat létezik a mágneses mezők kiszámítására. A mágneses térben működő áramkörök induktivitásának meghatározására szolgáló feladatokon kívül vannak még bonyolult ferromágneses szerkezetekben lévő mágneses mezők számítási feladatai, meghatározott térfogatú áramelosztási feladatok adott intenzitású mágneses tér eléréséhez stb.

A mágneses mezők számítási módszerei analitikusra, grafikusra és kísérletire oszthatók A mágneses mezők számítási módszerei analitikai, grafikus és kísérleti módszerekre oszthatók A mágneses mezők számítási módszerei a következőkre oszthatók:

• elemző;

• grafikus;

• kísérleti.

Az analitikai módszerek a Poisson-egyenletek integrálását (azokra a területekre, ahol áram folyik), a Laplace-szintek integrálását (az áramok által nem elfoglalt területekre), a tükörképek módszerét stb. Gömb- vagy hengerszimmetria esetén az általános működési törvények képleteit használjuk.

Mágnesezett közeg jelenlétében a problémák megoldhatók skaláris és vektormágneses potenciálok felhasználásával egyaránt. Ha a szabad áramok kívül esnek a számunkra érdekes térfogaton, akkor a legjobb, ha a problémát skaláris potenciálok segítségével oldjuk meg. Ebben az esetben a peremfeltételeket skaláris potenciál fejezi ki.

Folyamatos ferromágneses közegben a mágneses tér kiszámításához olyan módszert alkalmaznak, amely a mágneses téregyenleteknek a vezető közegben lévő egyenáram egyenleteivel való hasonlóságán alapul. A módszer azonban ugyanazon peremfeltételek mellett érvényes, ami általában nem így van.

Valójában míg a vezetékek körüli tér elektromos vezetőképessége nulla, a mágneses fluxushoz nincsenek szigetelők, és az egyes elemekkel párhuzamos fluxus szivárgása jelentős lehet. Minél nagyobb a mágneses áramkör mágneses permeabilitása, annál kevesebb hibát kapunk.

Az eredmények konvergenciája ellenére az áramlási út mágneses áramkörben történő ábrázolása a villamos gépek és berendezések tervezésének alapja, mivel lehetővé teszi a számítások elvégzését olyan esetekben, amikor a probléma általános módszerekkel megoldható. gyakorlatilag lehetetlen.

A ferromágneses anyagok jelenlétében végzett számításokat bonyolítja a mágneses permeabilitás nemlineáris függése a térerősségtől. Ha ez a függőség ismert, akkor a feladatot az egymást követő közelítések módszerével oldjuk meg.

Először is megoldást találunk, feltételezve, hogy a permeabilitás értéke állandó.Ezután a mágneses áramkör különböző pontjain a permeabilitás meghatározása után a probléma ismét megoldódik, figyelembe véve a mágneses permeabilitás értékének korrekcióit. A számítást addig ismételjük, amíg el nem érjük a mágneses térerősség vagy a mágneses indukció értékeinek megengedett eltérését a megadott értékektől.

Az analitikai módszerek a matematikai jellegű nehézségek miatt nagyon kis feladatsor megoldását teszik lehetővé. Azokban az esetekben, amikor a mező analitikai módszerekkel történő kiszámítása nehézkes, folyamodjon a mező képének grafikus megszerkesztéséhez. Ez a módszer használható kétdimenziós forgatási mezők kiszámítására.

Nagyon nehéz esetekben, különösen térbeli mezőknél, a terep kísérleti vizsgálatához folyamodnak, amely abból áll, hogy a mező egyes pontjain az indukciót e mennyiség mérésének egyik módszerével határozzák meg.

Egy vezető közegben lévő áramteret használó szimulációt is alkalmaznak, amely a vezető közegben lévő mező és az örvényes mágneses tér analógiáján alapul.

A mágneses tér legegyszerűbb kvalitatív vizsgálata a términtázat meghatározásával történik, nem ferromágneses anyagból készült lapos lapra öntött acélforgács vagy folyadékban, például kerozinban szuszpendált vas-oxid porok felhasználásával. Ez utóbbi módszert széles körben alkalmazzák acéltermékek hibáinak mágneses kimutatására.

A jövőben a "Hasznos egy villanyszerelőnek" oldalon számos tipikus feladatot fogunk megvizsgálni a mágneses mezők kiszámításához: egy elektromágneses golyó mezőjének kiszámítása egyenletes mágneses térben vákuumban (levegőben), a módszer alkalmazási módja tükörképek a mágneses mezők kiszámításához, példák különféle mágneses áramkörök számításaihoz.

Lásd még:

Mire jó a mágneses áramkörök számítása?

Az áramvezető tekercs mágneses tere

A mágneses terek mérésének elvei, a mágneses tér paramétereinek mérésére szolgáló műszerek