המעגל המגנטי

המעגל המגנטי

בפרק הקודם הצגנו את העובדה שלחומרים ברי-מגנוט יש מוליכות מגנטית טובה העוזרת להעברת השטף המגנטי דרכם. בפרק זה נחקור יותר את נושא המוליכות המגנטית.

נבחן את המוליכות המגנטית בעזרת סליל תיל מוליך הנתון במבנה של טורואיד. הטורואיד הינו סליל המכופף לצורה טבעתית.

מילוי אוויר | מילוי ליבת ברזל

טורואיד

החלל שבתוך הטורואיד יכול להיות חלול, כלומר אוויר, או חומר ליבה כלשהו. נזכיר שהשדה המגנטי שבתוך הטורואיד נתון על-ידי המשוואה הבאה,

B = μ N I / L

μ – החלחלות המגנטית של ליבת הטורואיד
N – מספר הכריכות
I – הזרם דרך הסליל, ביחידות של אמפר A
L – היקף ממוצע (פנימי) של טבעת הטורואיד, ביחידות של מטר m

מתוך ידיעת השדה המגנטי נוכל למצוא את השטף המגנטי העובר דרך הליבה,

Φ = B A
Φ = μ N I / L ∙ A

נשים לב לחלוקה לשני גורמים המשפיעים על השטף המגנטי. גורם אחד הוא המכפלה NI אשר קובעת את כמות האנרגיה החשמלית שתועבר לליבת הטורואיד. הגורם השני המשפיע על השטף המגנטי הוא איכות ההולכה שלו בתוך הליבה, דבר התלוי במימדיו הפיזיים (אורך ושטח חתך) ובסוג החומר (תכונת החלחלות המגנטית).

נחלץ את המכפלה NI ונציג את המשוואה שלעיל בצורה הבאה,

NI = Φ ∙ (1/μ) ∙ L/A

מכאן עולה הדמיון בין המעגל המגנטי ובין המעגל החשמלי.

במעגל חשמלי המקיים את חוק אוהם מתקיימת המשוואה,

E = I R

E – הכא"מ, ביחידות של וולט V
I – הזרם החשמלי, ביחידות של אמפר A
R – ההתנגדות החשמלית, ביחידות של אוהם Ω

כאשר ההתנגדות החשמלית R תלויה בסוג החומר ובמימדיו הפיזיים,

R = ρ L /A

במעגל המגנטי מצאנו שקיים קשר דומה בין המכפלה NI (המקבילה לכא"מ) ובין השטף המגנטי Φ (המקביל לזרם החשמלי) וההתנגדות המגנטית (1/μ) ∙ L/A (המקבילה להתנגדות החשמלית) של חומר הליבה.

את המכפלה NI, המקבילה לכא"מ, נהוג לכנות "הכוח המגנטו-מניע" או כמ"מ בקיצור ולסמנה באות M. נזכיר שלמרות הופעתה של המילה כוח בכא"מ וגם בכמ"מ לא מדובר כאן בגדלים פיזיקאליים המייצגים כוחות של ממש.

את ההתנגדות המגנטית, המקבילה להתנגדות החשמלית, נהוג לכנות "מיאון מגנטי" או בקיצור מיאון ולסמנה על-ידי R_m.

R_m = (1/μ) ∙ L/A

נקבל, אפוא, את המשוואה,

M = Φ R_m

[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 ]