Magnetischer Widerstand oder magnetischer Widerstand ist ein Konzept, das bei der Analyse von Magnetkreisen verwendet wird. Sie ist definiert als das Verhältnis der magnetomotorischen Kraft (mmf) zum magnetischen Fluss. Sie stellt den Gegensatz zum magnetischen Fluss dar und hängt von der Geometrie und Zusammensetzung eines Objekts ab.
Die magnetische Reluktanz in einem Magnetkreis ist analog zu dem elektrischen Widerstand in einem Stromkreis, wobei der Widerstand ein Maß für den Widerstand gegen den elektrischen Strom ist. Die Definition der magnetischen Reluktanz ist in dieser Hinsicht analog zum Ohmschen Gesetz. Ein magnetischer Fluss, der durch eine Reluktanz geht, führt jedoch nicht zu einer Wärmeableitung, wie dies bei einem Strom durch einen Widerstand der Fall ist. Daher kann die Analogie nicht zur Modellierung des Energieflusses in Systemen verwendet werden, in denen die Energie zwischen den magnetischen und den elektrischen Domänen kreuzt. Eine alternative Analogie zum Reluktanzmodell, die die Energieflüsse richtig darstellt, ist das Gyrator-Kondensator-Modell.
Die magnetische Reluktanz ist eine skalare umfangreiche Größe, die dem elektrischen Widerstand ähnelt. Die Einheit für die magnetische Reluktanz ist invers henry, H -1 .
Geschichte [ edit ]
Der Begriff Abneigung wurde im Mai 1888 von Oliver Heaviside geprägt. [1] Der Begriff "magnetischer Widerstand" wurde erstmals erwähnt von James Joule im Jahr 1840. [2] Die Idee eines Magnetflussgesetzes, ähnlich dem Ohm'schen Gesetz für geschlossene Stromkreise, wird Henry Augustus Rowland in einem Papier von 1873 zugeschrieben. [3] Rowland ist auch für die Prägung des Begriffes verantwortlich [19459015[19] [19] [1965901]
Definitionen [ edit ]
Sowohl in Wechselstrom- als auch in Gleichstromfeldern ist die Reluktanz das Verhältnis der magnetomotorischen Kraft (MMF) in einem Magnetkreis zu dem Magnetfluss in diesem Kreis. In einem pulsierenden Gleich- oder Wechselfeld pulsiert auch die Reluktanz (siehe Phasen).
Die Definition kann wie folgt ausgedrückt werden:
wobei
- ("R") ist die Abneigung Amperewindungen pro Weber (eine Einheit, die Wendungen pro Henry entspricht). "Umdrehungen" bezieht sich auf die Wicklungsnummer eines elektrischen Leiters, der einen Induktor umfasst.
![scriptstyle { mathcal {F}} [19659015] ("F") ist die magnetomotorische Kraft (MMF) in Amperewindungen </dd> <dd><i>[1945</i> ("Phi") ist der magnetische Fluss in Webern. </dd></dl><p> Es wird manchmal als Hopkinson'sches Gesetz bezeichnet und ist dem zu ähneln Ohm'sches Gesetz mit Widerstand, ersetzt durch Reluktanz, Spannung durch MMF und Strom durch magnetischen Fluss. </p><p> <i> Permeance </i> ist die Umkehrung der Zurückhaltung: </p> <dl><dd><span class=](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/ad0447a12ce4a16bfe75de41717b3f69cffcb7aa)
Der magnetische Fluss bildet immer eine geschlossene Schleife, wie in den Maxwell-Gleichungen beschrieben, aber der Weg der Schleife hängt von der Reluktanz der umgebenden Materialien ab. Sie konzentriert sich auf den Weg der geringsten Zurückhaltung. Luft und Vakuum haben eine hohe Reluktanz, während leicht magnetisierte Materialien wie Weicheisen eine niedrige Reluktanz haben. Die Flusskonzentration in Materialien mit geringem Widerstand bildet starke temporäre Pole und verursacht mechanische Kräfte, die dazu neigen, die Materialien zu Bereichen mit höherem Fluss zu bewegen, so dass es immer eine anziehende Kraft (Zug) ist.
Die Reluktanz eines gleichförmigen Magnetkreises kann wie folgt berechnet werden:
wo
- l ist die Länge der Schaltung in Metern
- ist die Permeabilität des Vakuums, gleich = )
- ist die relative magnetische Permeabilität des Materials (dimensionslos)
- ist die Permeabilität des Materials ()
- A ist die Querschnittsfläche der Schaltung in Quadratmetern
![{ displaystyle 4 pi times 10 ^ {- 7} scriptstyle { frac { text {henry}} { text {meter}}}} [19659015] (oder <span class=](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/85057563d92e067b3686dbe1e471fcb72b24f8c6)
![{ displaystyle scriptstyle { frac {{ text {kilogramm}} times { text {meter}}} {{ text {ampere}} ^ {2} times { text {second}} ^ {2}}} [19659015] = <span class=](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/e851b772e90d7f7820294486e126954501f370cb)
Applications [ edit ]
- Im Kern bestimmter Transformatoren können konstante Luftspalte entstehen, um die Sättigungseffekte zu reduzieren. Dies erhöht den Widerstand des Magnetkreises und ermöglicht ihm, vor der Sättigung des Kerns mehr Energie zu speichern. Dieser Effekt wird auch im Flyback-Transformator ausgenutzt.
- Durch einen beweglichen Halter können variable Luftspalte in den Kernen erzeugt werden, um einen Flussschalter zu erzeugen, der den Betrag des magnetischen Flusses in einem Magnetkreis verändert, ohne dabei die konstante magnetomotorische Kraft zu verändern Schaltung.
- Die Variation der Reluktanz ist das Prinzip hinter dem Reluktanzmotor (oder dem variablen Reluktanzgenerator) und dem Alexanderson-Wechselstromgenerator. Man kann auch sagen, dass die Reluktanzkräfte von einen maximal ausgerichteten Magnetkreis und einen minimalen Luftspaltabstand anstreben.
- Multimedia-Lautsprecher sind typischerweise magnetisch abgeschirmt, um die durch Fernsehgeräte verursachten magnetischen Interferenzen zu reduzieren andere CRTs. Der Lautsprechermagnet ist mit einem Material wie Weicheisen überzogen, um das Streumagnetfeld zu minimieren.
Die Reluktanz kann auch angewendet werden für:
Referenzen [ edit ]
- ^ Heaviside O. (1892) Electrical Papers, Vol. 2 - L .; N.Y .: Macmillan, p. 166
- ^ Joule J. (1884) Scientific Papers, Bd. 1, S. 36
- ^ Rowland, Henry A. (1873). "XIV. Zur magnetischen Permeabilität und zum Maximum des Magnetismus von Eisen, Stahl und Nickel". Philosophical Magazine . Series 4. 46 (304): 140–159.
- ^ Rowland, Henry A. "Über die allgemeinen Gleichungen der elektromagnetischen Wirkung mit Anwendung auf eine neue Theorie der magnetischen Anziehungskraft und zur Theorie der magnetischen Rotation der Polarisationsebene des Lichts "(Teil 2), American Journal of Mathematics vol. 3 Nr. 1-2, S. 89–113, März 1880.
- ^ Bosanquet, R.H.M. (1883). "XXVIII.Auf magnetomotorische Kraft". Philosophical Magazine . Serie 5. 15 (93): 205. doi: 10.1080 / 14786448308628457.
Externe Links [ edit
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