Kako izračunati solenoid

Vsebina

• Magnetno polje Solenoidnega izpeljave
• Izračunajte induktivnost magnetnega kamna
• Izvedba induktivnosti sononoida

Elektromagnetna tuljava je tuljava žice, ki je bistveno daljša od premera, ki ustvarja magnetno polje, ko skozi tok prehaja tok. V praksi je ta tuljava ovita okoli kovinskega jedra, jakost magnetnega polja pa je odvisna od gostote tuljave, toka, ki poteka skozi tuljavo, in magnetnih lastnosti jedra.

Zaradi tega je solenoid vrsta elektromagneta, katerega namen je ustvarjanje nadzorovanega magnetnega polja. To polje se lahko uporablja za različne namene, odvisno od naprave, od uporabe za ustvarjanje magnetnega polja kot elektromagneta, za preprečevanje sprememb toka kot induktorja ali za pretvorbo energije, shranjene v magnetnem polju, v kinetično energijo kot električni motor .

Magnetno polje Solenoidnega izpeljave

Magnetno polje izpeljave magnetnega tipa lahko najdemo s pomočjo Zakon Ampères. Dobimo

Bl = μ₀NI

kje B je gostota magnetnega toka, l je dolžina solenoida, μ₀ je magnetna konstanta ali magnetna prepustnost v vakuumu, N je število vrtljajev v tuljavi in jaz je tok skozi tuljavo.

Delitev po l, dobimo

B = μ₀(N / l) I

kje N / l ali je obrača gostoto ali število vrtljajev na enoto dolžine. Ta enačba velja za solenoide brez magnetnih jeder ali v prostem prostoru. Magnetna konstanta je 1.257 × 10^-6 H / m.

The magnetna prepustnost materiala je njegova zmožnost podpiranja nastajanja magnetnega polja. Nekateri materiali so boljši od drugih, zato je prepustnost stopnja magnetizacije, ki jo material doživlja kot odziv na magnetno polje. Relativna prepustnost μ_r pove, koliko se to poveča glede na prosti prostor ali vakuum.

μ = μ_r__μ₀

kje μ je magnetna prepustnost in μ_r je relativnost. To nam pove, koliko se poveča magnetno polje, če gre skozi magnetno jedro skozi material. Če smo postavili magnetni material, na primer železni drog, in okoli njega ovili solenoid, bo železna palica koncentrirala magnetno polje in povečala gostoto magnetnega pretoka B. Za solenoid z materialnim jedrom dobimo formulo solenoida

B = μ (N / l) I

Izračunajte induktivnost magnetnega kamna

Eden glavnih namenov solenoidov v električnih vezjih je preprečevanje sprememb električnih vezij. Ko električni tok teče skozi tuljavo ali solenoid, ustvarja magnetno polje, ki sčasoma raste v moči. To spreminjajoče se magnetno polje povzroči elektromotorno silo po tuljavi, ki nasprotuje trenutnemu toku. Ta pojav je znan kot elektromagnetna indukcija.

Induktivnost, L, je razmerje med inducirano napetostjo v, in hitrost spremembe toka jaz.

L = −v (_d_I/ d_t) _^-1

Reševanje za v to postane

v = −L (_d_I/ d_t) _

Izvedba induktivnosti sononoida

Faradaysovo pravo nam pove moč induciranega EMF kot odziv na spreminjajoče se magnetno polje

v = −nA (_d_B / _d_t)

kjer je n število obratov v tuljavi in A je površina prečnega prereza tuljave. Razlikujemo solenoidno enačbo glede na čas

d_B /d_t = μ (N / l) (_ d_I / _d_t)

Če to nadomestimo s Faradayevim zakonom, dobimo inducirani EMF za dolg elektromagnet,

v = - (μN²A / l) (_ d_I / _d_t)

Zamenjavo tega v v = −L (_d_I/ d_t) _ dobimo

L = μN²A / l

Vidimo induktivnost L je odvisno od geometrije tuljave - gostote zavojev in prečnega prereza - ter magnetne prepustnosti materiala tuljave.