चुंबकीय सर्किटसाठी ओमचा नियम

जर चुंबकीय प्रवाह नसतील तर आधुनिक विद्युत अभियांत्रिकी अस्तित्वात असण्याची शक्यता नाही. जनरेटर आणि इलेक्ट्रिक मोटर्स, इलेक्ट्रोमॅग्नेट्स आणि ट्रान्सफॉर्मर्स, मापन यंत्रे आणि हॉल सेन्सर्सचे ऑपरेशन चुंबकीय क्षेत्राच्या वापरावर आणि चुंबकीय प्रवाहाच्या गुणधर्मांवर आधारित आहे.

चुंबकीय प्रवाह एकाग्र करण्यासाठी आणि मजबूत करण्यासाठी, ते फेरोमॅग्नेटिक सामग्रीचा वापर करतात. फेरोमॅग्नेटिक पदार्थ तयार केले जातात चुंबकीय कोर - आवश्यक आकार आणि आकारांचे शरीर, एक किंवा दुसर्या आकाराचे चुंबकीय प्रवाह आवश्यक दिशेने निर्देशित करण्यासाठी कोर. अशा शरीरात, ज्याच्या आत चुंबकीय प्रेरणाच्या बंद रेषा असतात, त्यांना चुंबकीय सर्किट म्हणतात.

चुंबकीय क्षेत्राच्या ज्ञात गुणधर्मांमुळे विविध चुंबकीय सर्किट्समधील चुंबकीय प्रवाहांची गणना करणे शक्य होते. परंतु व्यावहारिक कार्यासाठी, प्रत्येक वेळी हे नियम थेट वापरण्याऐवजी, चुंबकीय क्षेत्राच्या कायद्यांमधून प्राप्त केलेले चुंबकीय सर्किट्सचे सामान्य परिणाम आणि नियमांचा अवलंब करणे अधिक सोयीचे आहे. विशिष्ट व्यावहारिक समस्यांचे निराकरण करण्यासाठी चुंबकीय सर्किट्सवर काही नियम लागू करणे अधिक सोयीचे आहे.

उदाहरणार्थ, एका साध्या चुंबकीय सर्किटचा विचार करा ज्यामध्ये क्रॉस-सेक्शन S चे एक शाखा नसलेले योक असते, जे यामधून सामग्रीचे बनलेले असते. पारगम्यता mu… जूमध्ये समान क्षेत्र S चे नॉन-चुंबकीय अंतर असते, उदाहरणार्थ हवा, आणि या अंतरातील चुंबकीय पारगम्यता — mu1 — जूच्या चुंबकीय पारगम्यतेपेक्षा वेगळी असते. येथे तुम्ही प्रेरणाची सरासरी ओळ पाहू शकता आणि त्यावर चुंबकीय ताण प्रमेय लागू करू शकता:

चुंबकीय प्रेरणाच्या रेषा संपूर्ण सर्किटमध्ये सतत असल्याने, जू आणि अंतर या दोन्हीमधील चुंबकीय प्रवाहाची तीव्रता सारखीच असते. आता आपण सूत्रे वापरतो चुंबकीय प्रेरण B आणि चुंबकीय प्रवाह F साठी चुंबकीय प्रवाह F च्या दृष्टीने चुंबकीय क्षेत्राची ताकद H व्यक्त करण्यासाठी.

पुढील पायरी म्हणजे चुंबकीय प्रवाह प्रमेयच्या वरील सूत्रामध्ये परिणामी अभिव्यक्ती बदलणे:

आम्हाला विद्युत अभियांत्रिकीमध्ये ज्ञात असलेल्या सूत्राप्रमाणेच एक सूत्र प्राप्त झाले बंद सर्किटच्या विभागासाठी ओमचा नियम, आणि येथे EMF ची भूमिका iN या प्रमाणाद्वारे खेळली जाते, ज्याला इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्सच्या सादृश्याने मॅग्नेटोमोटिव्ह फोर्स (किंवा MDF) म्हणतात. SI प्रणालीमध्ये, चुंबकीय शक्ती अँपिअरमध्ये मोजली जाते.

भाजकातील बेरीज ही इलेक्ट्रिक सर्किटच्या एकूण विद्युत प्रतिकाराच्या सादृश्यापेक्षा अधिक काही नाही आणि चुंबकीय सर्किटसाठी त्याला त्यानुसार एकूण चुंबकीय प्रतिकार म्हणतात. भाजकातील संज्ञा चुंबकीय सर्किटच्या वैयक्तिक विभागांचे चुंबकीय प्रतिकार आहेत.

चुंबकीय प्रतिकार चुंबकीय सर्किटची लांबी, त्याचे क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र आणि चुंबकीय पारगम्यता (नेहमीच्या ओमच्या नियमासाठी विद्युत चालकतेप्रमाणे) यावर अवलंबून असतात.परिणामी, तुम्ही ओमच्या नियमाचे सूत्र लिहू शकता, फक्त चुंबकीय सर्किटसाठी:

म्हणजेच, चुंबकीय सर्किटच्या संबंधात ओहमच्या नियमाची रचना अशी दिसते: "शाखा न लावता चुंबकीय सर्किटमध्ये, चुंबकीय प्रवाह सर्किटच्या एकूण चुंबकीय प्रतिकाराने एमडीएसच्या विभाजनाच्या भागाच्या समान असतो."

चुंबकीय प्रतिकार हे सूत्रांवरून स्पष्ट होते NE मध्ये वेबर अँपिअरमध्ये मोजले जाते आणि चुंबकीय सर्किटचा एकूण चुंबकीय प्रतिकार संख्यात्मकदृष्ट्या त्या चुंबकीय सर्किटच्या भागांच्या चुंबकीय प्रतिकारांच्या बेरजेइतका असतो.

वर्णन केलेली परिस्थिती शाखा नसलेल्या चुंबकीय सर्किटसाठी वैध आहे ज्यामध्ये कितीही भाग समाविष्ट आहेत, जर चुंबकीय प्रवाह या सर्व भागांमध्ये क्रमशः प्रवेश करत असेल. जर चुंबकीय कोर मालिकेत जोडलेले असतील, तर भागांचे चुंबकीय प्रतिरोध जोडून एकूण चुंबकीय प्रतिकार सापडतो.

सर्किटच्या एकूण अनिच्छेवर सर्किटच्या भागांच्या अनिच्छेचा प्रभाव दाखवणारा एक प्रयोग आता विचारात घ्या. U-आकाराचे चुंबकीय सर्किट कॉइल 1 द्वारे चुंबकीकृत केले जाते, ज्याला ammeter आणि रियोस्टॅटद्वारे दिले जाते (पर्यायी प्रवाह). दुय्यम वळण 2 मध्ये एक EMF प्रेरित केला जातो आणि विंडिंगला जोडलेल्या व्होल्टमीटरचे वाचन, जसे की तुम्हाला माहिती आहे, चुंबकीय सर्किटमधील चुंबकीय प्रवाहाच्या प्रमाणात आहे.

जर तुम्ही आता प्राथमिक विंडिंगमधील विद्युतप्रवाह रिओस्टॅटने नियमित करून तो अपरिवर्तित ठेवला आणि त्याच वेळी वरील चुंबकीय सर्किटच्या विरूद्ध लोखंडी प्लेट दाबल्यास, सर्किटचा एकूण चुंबकीय प्रतिकार मोठ्या प्रमाणात कमी होईल, तर रीडिंग व्होल्टमीटर त्यानुसार वाढेल.

अर्थात, वरील संज्ञा, जसे की "मॅग्नेटोरेसिस्टन्स" आणि "मॅग्नेटोमोटिव्ह फोर्स" या औपचारिक संकल्पना आहेत, कारण चुंबकीय प्रवाहामध्ये काहीही चालत नाही, कोणतेही हलणारे कण नसतात, ते फक्त दृश्य प्रतिनिधित्व आहे (द्रव प्रवाह मॉडेलसारखे) कायद्यांचे स्पष्ट आकलन...

वरील प्रयोगाचा आणि इतर तत्सम प्रयोगांचा भौतिक अर्थ म्हणजे चुंबकीय सर्किटमध्ये गैर-चुंबकीय अंतर आणि चुंबकीय पदार्थांचा प्रवेश चुंबकीय सर्किटमधील चुंबकीय प्रवाहावर कसा परिणाम करतो हे समजून घेणे.

उदाहरणार्थ, चुंबकीय सर्किटमध्ये चुंबकाचा परिचय करून, आम्ही सर्किटमध्ये आधीपासून असलेल्या शरीरात अतिरिक्त आण्विक प्रवाह जोडतो, ज्यामुळे अतिरिक्त चुंबकीय प्रवाह येतात. व्यावहारिक समस्या सोडवताना "चुंबकीय प्रतिकार" आणि "मॅग्नेटोमोटिव्ह फोर्स" सारख्या औपचारिक संकल्पना अतिशय सोयीस्कर ठरतात, म्हणूनच विद्युत अभियांत्रिकीमध्ये त्यांचा यशस्वीपणे वापर केला जातो.