KEENGGANAN MAGNETIK: UNIT, RUMUS, PENGIRAAN, CONTOH - FIZIKAL - 2026

The keengganan magnet atau rintangan magnet adalah cara pembangkang hadiah laluan fluks magnet: keengganan yang lebih besar lebih sukar untuk mewujudkan fluks magnet. Dalam litar magnetik, keengganan mempunyai peranan yang sama dengan rintangan elektrik dalam litar elektrik.

Gegelung yang dibawa oleh arus elektrik adalah contoh litar magnet yang sangat sederhana. Berkat arus, fluks magnet dihasilkan yang bergantung pada susunan geometri gegelung dan juga pada intensiti arus yang mengalir melaluinya.

Rajah 1. Keengganan magnetik adalah ciri litar magnetik seperti pengubah. Sumber: Pixabay.

Rumus dan Unit

Dengan menunjukkan fluks magnet sebagai Φ _m , kami mempunyai:

Di mana:

-N ialah bilangan putaran gegelung.

-Keamatan arus ialah i.

-ℓ _c mewakili panjang litar.

- A _c adalah luas keratan rentas.

-μ adalah kebolehtelapan medium.

Faktor penyebut yang menggabungkan geometri ditambah pengaruh medium adalah keengganan magnet litar, kuantiti skalar yang dilambangkan dengan huruf ℜ, untuk membezakannya dari rintangan elektrik. Jadi:

Dalam Sistem Antarabangsa Unit (SI) ℜ diukur sebagai kebalikan dari henry (didarabkan dengan bilangan putaran N). Pada gilirannya, Henry adalah unit untuk aruhan magnet, bersamaan dengan 1 tesla (T) x meter persegi / ampere. Oleh itu:

1 H ^-1 = 1 A / Tm ²

Oleh kerana 1 Tm ² = 1 weber (Wb), keengganan juga dinyatakan dalam A / Wb (ampere / weber atau lebih kerap ampere-turn / weber).

Bagaimana keengganan magnetik dikira?

Oleh kerana keengganan magnet mempunyai peranan yang sama dengan rintangan elektrik dalam litar magnetik, adalah mungkin untuk memperluas analogi dengan setara dengan hukum Ohm V = IR untuk litar ini.

Walaupun ia tidak beredar dengan betul, fluks magnetik Φ _m menggantikan arus, sementara bukannya voltan V, voltan magnet atau daya magnetomotif ditentukan, serupa dengan daya elektromotif atau emf dalam litar elektrik.

Daya magnetomotif bertanggungjawab untuk mengekalkan fluks magnet. Ia disingkat fmm dan dilambangkan sebagai ℱ. Dengan itu, akhirnya kita mempunyai persamaan yang menghubungkan tiga kuantiti:

Dan membandingkan dengan persamaan Φ _m = Ni / (ℓ _c / μA _c ), dapat disimpulkan bahawa:

Dengan cara ini, keengganan dapat dihitung mengetahui geometri litar dan kebolehtelapan medium, atau juga mengetahui fluks magnet dan ketegangan magnetik, berkat persamaan terakhir ini, yang disebut hukum Hopkinson.

Perbezaan dengan rintangan elektrik

Persamaan untuk keengganan magnetik ℜ = ℓ _c / μA _c serupa dengan R = L / σA untuk rintangan elektrik. Pada yang terakhir, σ mewakili kekonduksian bahan, L adalah panjang wayar dan A adalah luas keratan rentasnya.

Ketiga-tiga kuantiti ini: σ, L dan A adalah tetap. Walau bagaimanapun, kebolehtelapan medium μ, secara umum, tidak tetap, sehingga keengganan litar magnetik tidak tetap sama, tidak seperti perumpamaan elektriknya.

Sekiranya ada perubahan dalam media, misalnya ketika pergi dari udara ke besi atau sebaliknya, ada perubahan dalam kebolehtelapan, dengan variasi keengganan akibatnya. Dan juga bahan magnetik melalui kitaran histeresis.

Ini bermaksud bahawa penerapan medan luaran menyebabkan bahan menahan sebahagian daya tarikan, bahkan setelah medan dikeluarkan.

Atas sebab ini, setiap kali keengganan magnetik dikira, perlu dinyatakan dengan teliti di mana bahan tersebut berada dalam kitaran dan dengan demikian mengetahui daya tarikannya.

Contoh

Walaupun keengganan sangat bergantung pada geometri litar, ia juga bergantung pada kebolehtelapan medium. Semakin tinggi nilai ini, semakin rendah keengganannya; begitulah kes bahan feromagnetik. Udara, sebaliknya, mempunyai kebolehtelapan rendah, oleh itu keengganan magnetiknya lebih tinggi.

Solenoid

Solenoid adalah belitan panjang ℓ dibuat dengan putaran N, di mana arus elektrik saya dilalui. Putaran biasanya dililit dengan cara bulat.

Di dalamnya, medan magnet yang kuat dan seragam dihasilkan, sementara di luar medan menjadi kira-kira sifar.

Rajah 2. Medan magnet di dalam solenoid. Sumber: Wikimedia Commons. Rajiv1840478.

Sekiranya belitan diberi bentuk bulat, ia mempunyai torus. Di dalamnya mungkin ada udara, tetapi jika inti besi diletakkan, fluks magnet jauh lebih tinggi, berkat kebolehtelapan mineral ini yang tinggi.

Luka gegelung pada teras besi segi empat tepat

Litar magnet boleh dibina dengan menggulung gegelung pada teras besi segi empat tepat. Dengan cara ini, ketika arus disalurkan melalui wayar, adalah mungkin untuk mewujudkan fluks medan intens yang terkurung di dalam teras besi, seperti yang ditunjukkan pada gambar 3.

Keengganan bergantung pada panjang litar dan luas keratan rentas yang ditunjukkan dalam gambar. Litar yang ditunjukkan adalah homogen, kerana intinya terbuat dari satu bahan dan keratan rentasnya tetap seragam.

Rajah 3. Litar magnetik sederhana yang terdiri daripada gegelung luka pada teras besi dalam bentuk segi empat tepat. Sumber gambar kiri: Wikimedia Commons. Kerap kali

Latihan yang diselesaikan

- Latihan 1

Cari keengganan magnetik solenoid segiempat dengan 2000 putaran, mengetahui bahawa apabila arus 5 A mengalir melaluinya, fluks magnet 8 mWb dihasilkan.

Penyelesaian

Persamaan Ni = Ni digunakan untuk mengira voltan magnet, kerana intensiti arus dan bilangan giliran dalam gegelung tersedia. Ia hanya berlipat kali ganda:

Kemudian penggunaan dibuat dari ℱ = Φ _m . ℜ, berhati-hati untuk menyatakan fluks magnetik dalam weber (awalan "m" bermaksud "milli", sehingga didarabkan dengan 10 ^-3 :

Sekarang keengganan dihapus dan nilainya diganti:

- Latihan 2

Hitung keengganan magnetik litar yang ditunjukkan dalam rajah dengan dimensi yang ditunjukkan, iaitu dalam sentimeter. Kebolehtelapan teras ialah μ = 0.005655 T · m / A dan luas keratan rentas adalah tetap, 25 cm ² .

Rajah 4. Litar magnet contoh 2. Sumber: F. Zapata.

Penyelesaian

Kami akan menggunakan formula:

Kebolehtelapan dan keratan rentas tersedia sebagai data dalam penyataan. Tinggal untuk mencari panjang litar, yang merupakan perimeter segiempat merah dalam rajah.

Untuk melakukan ini, panjang sisi mendatar adalah rata-rata, menambah panjang yang lebih besar dan panjang yang lebih pendek: (55 +25 cm) / 2 = 40 cm. Kemudian teruskan dengan cara yang sama untuk sisi menegak: (60 +30 cm) / 2 = 45 cm.

Akhirnya panjang rata-rata empat sisi ditambahkan:

Kurangkan nilai pengganti dalam formula keengganan, bukan tanpa menyatakan terlebih dahulu panjang dan luas keratan rentas - yang diberikan dalam pernyataan - dalam unit SI:

Rujukan

1. Alemán, M. Teras feromagnetik. Dipulihkan dari: youtube.com.
2. Litar magnet dan keengganan. Dipulihkan dari: mse.ndhu.edu.tw.
3. Spinadel, E. 1982. Litar elektrik dan magnet. Perpustakaan Baru.
4. Wikipedia. Daya magnetomotif. Dipulihkan dari: es.wikipedia.org.
5. Wikipedia. Keengganan Magnetik. Dipulihkan dari: es.wikipedia.org.