המעגל המגנטי

סיכום

בחלק זה למדנו על תכונת החלחלות המגנטית של החומר. תכונת החלחלות היא גורם אחד בחישוב המיאון המגנטי של החומר הבא לידי ביטוי כאשר מסתכלים על ליבת טורואיד כמעגל מגנטי. כדי לנתח את המעגל המגנטי הגדרנו את עוצמת השדה המגנטי H שבעזרתו ניתן לחשב מפלי מתח מגנטיים המקיימים את חוקי קירכהוף במעגל המגנטי.

נסכם בנקודות את אשר למדנו בחלק זה:

• חלחלות מגנטית (פרמביליות) של חומר מגדירה את מידת ההולכה של קווי השדה המגנטי בו

• מידת החלחלות של ריק (ובקירוב טוב גם של אוויר) היא

μ₀ = 4π∙10^-7 [H/m] ≈ 1.256∙10^-6 [H/m]

• ליבת טורואיד (סליל מעגלי) היא דוגמה למעגל מגנטי פשוט בו מתקיימת משוואה המזכירה את חוק אוהם של המעגל החשמלי

NI = Φ ∙ (1/μ) ∙ L/A

• עוצמת השדה המגנטי H מוגדרת ככמ"מ ליחידת אורך

H = M / L

• הקשר שבין השדה המגנטי ועוצמת השדה המגנטי ניתן במשוואה

B = μ H

• כששטף מגנטי עובר דרך ליבה עשויה מחומר בר-מגנוט היא גורמת לשינוי בחומר (לסידור המגנטים הזעירים שבו) ולהיווצרות רמת מגנוט בו שיש להתגבר עליה כאשר הופכים את קוטביות השטף. "לולאת המגנוט" או "לולאת החשל" מתארת תכונה זו בצורה גרפית

• המקבילה במעגל המגנטי לחוק קירכהוף היא המשוואה

M = Φ ∙ R_m

• המיאון המגנטי מתאר את מידת ההתנגדות של החומר להולכת השטף המגנטי דרכו

R_m = (1/μ)∙L/A

• מפל מתח מגנטי מחושב לפי המכפלה של עוצמת השדה המגנטי באורך H L, מכאן שחוק קירכהוף השני במעגל המגנטי הוא

M = Σ H_i L_i

• החוק הראשון של קירכהוף במעגל המגנטי קובע שסכום השטפים המגנטיים בצומת הוא אפס

ΣΦ_i = 0

• כאשר התווך בו עוברים קווי השדה המגנטי הוא גם בעל מוליכות חשמלית טובה, אז נוצרים בו כא"מ מושרה וזרם מושרה הגורמים לזרמי מערבולת בו הגורמים לבזבוז אנרגיה. ניתן למזער את בזבוז האנרגיה הנובע מזרמי מערבולת על-ידי חלוקת הליבה לשכבות מבודדות

בחלק הבא נחזור לנתח את הכוח המגנטי, כוח לורנץ, ונלמד כיצד ניתן להמיר אנרגיה מגנטית לאנרגיה חשמלית ולהפך בעזרת תופעת ההשראה האלקטרומגנטית.

[לפרק הקודם | לפרק הבא]

[ עמוד ראשי - מגנטיות | חשמל ומגנטיות - המעגל המגנטי : חלחלות מגנטית | המעגל המגנטי | עוצמת השדה המגנטי | עקומת המגנוט ולולאת המגנוט | חוקי קירכהוף במעגל המגנטי | זרמי מערבולת | סיכום ]