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电磁仪器

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电磁仪器
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电磁体,由磁性材料的芯组成的设备,该芯由被线圈围绕的线圈组成,电流通过该线圈使该芯磁化。在需要可控磁体的地方都使用电磁体,例如在其中要改变,反转或打开和关闭磁通量的设计中。

电磁铁的工程设计是通过磁路的概念系统化的。在磁路中,磁通势F或Fm定义为线圈的安培匝数,线圈产生磁场以在电路中产生磁通量。因此,如果每米n匝的线圈载有电流i安培,则线圈内部的磁场为每米ni安培,其产生的磁通势为零安培匝数,其中l是线圈的长度。更方便地,磁通势是Ni,其中N是线圈中的总匝数。磁通密度B在磁路中等于电路中电流密度。在磁路中,等效于电流的磁通量是由BA给出的希腊字母phi ϕ表示的总磁通量,其中A是磁路的横截面积。在电路中,电动势(E)与电流有关,即在电路中,E = Ri,其中R是电路的电阻。在磁路中,F = r 1,其中r是磁路的磁阻,等于电路中的电阻。通过将磁路l的长度除以磁导率乘以横截面积A得到磁阻。因此,r = l /μA,希腊字母mu,μ,表示形成磁路的介质的磁导率。磁阻的单位是每个韦伯的安匝数。这些概念可用于计算磁路的磁阻,从而计算通过线圈以迫使所需磁通量通过该电路所需的电流。

但是,这种计算涉及的几个假设充其量只能充其量只是设计的近似指南。可以将可渗透介质对磁场的影响可视化为将磁力线拥挤到自身中。相反,从高渗透率区域到低渗透率区域之一的力线倾向于散开,并且这种情况将在气隙处发生。因此,通量密度与每单位面积的力线数量成正比,将通过气隙在缝隙的侧面鼓出或流苏而减小。这种效果将随着更长的差距而增加;考虑到边缘效应,可以进行粗略的校正。

还假定磁场完全限制在线圈内。实际上,总是存在一定量的漏磁通量,这由绕线圈外部的磁力线表示,对磁芯的磁化没有贡献。如果磁芯的磁导率相对较高,则漏磁通通常较小。

实际上,磁性材料的磁导率是其中的磁通密度的函数。因此,只有在实际磁化曲线或更有用的是μ对B的曲线的情况下,才可以对真实材料进行计算。

最后,设计假设磁芯未磁化至饱和。如果是这样的话,无论有多少电流流过线圈,在这种设计中气隙中的通量密度都不会增加。在以下有关特定设备的部分中,将进一步扩展这些概念。