วิธีการคำนวณสนามแม่เหล็ก

มีงานหลายประเภทสำหรับการคำนวณสนามแม่เหล็ก นอกเหนือจากงานในการพิจารณาความเหนี่ยวนำของวงจรที่ทำงานในสนามแม่เหล็กแล้ว ยังมีงานสำหรับการคำนวณสนามแม่เหล็กในโครงสร้างแม่เหล็กไฟฟ้าที่ซับซ้อน งานสำหรับการกระจายกระแสในปริมาณที่กำหนดเพื่อให้ได้สนามแม่เหล็กที่มีความเข้มที่กำหนด เป็นต้น

วิธีการคำนวณสนามแม่เหล็กสามารถแบ่งออกเป็นการวิเคราะห์ กราฟิก และการทดลอง วิธีการคำนวณสนามแม่เหล็กสามารถแบ่งออกเป็นการวิเคราะห์ กราฟิก และการทดลอง วิธีการคำนวณสนามแม่เหล็กสามารถแบ่งออกเป็น:

• วิเคราะห์;

• กราฟิก;

• การทดลอง

วิธีการวิเคราะห์ใช้การรวมสมการของปัวซอง (สำหรับพื้นที่ที่มีกระแสไหล) การรวมระดับ Laplace (สำหรับพื้นที่ที่ไม่มีกระแสน้ำ) วิธีการสร้างภาพสะท้อนในกระจก ฯลฯ ในกรณีของสมมาตรทรงกลมหรือทรงกระบอก จะใช้สูตรสำหรับกฎการปฏิบัติงานทั่วไป

เมื่อมีสื่อแม่เหล็กอยู่ ปัญหาสามารถแก้ไขได้โดยใช้ศักยภาพแม่เหล็กทั้งแบบสเกลาร์และเวกเตอร์ หากกระแสอิสระอยู่นอกปริมาณที่เราสนใจ วิธีที่ดีที่สุดคือแก้ปัญหาโดยใช้ศักย์สเกลาร์ ในกรณีนี้ เงื่อนไขขอบเขตจะแสดงด้วยศักย์สเกลาร์

ในการคำนวณสนามแม่เหล็กในตัวกลางเฟอร์โรแมกเนติกแบบต่อเนื่อง จะใช้วิธีการที่อิงตามความคล้ายคลึงกันของสมการสนามแม่เหล็กกับสมการของกระแสตรงในตัวกลางที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม วิธีการนี้ใช้ได้ภายใต้เงื่อนไขขอบเขตเดียวกัน ซึ่งมักจะไม่เป็นเช่นนั้น

ในความเป็นจริง แม้ว่าค่าการนำไฟฟ้าของพื้นที่รอบสายไฟเป็นศูนย์ แต่ไม่มีฉนวนสำหรับฟลักซ์แม่เหล็ก และการรั่วไหลของฟลักซ์ที่ขนานกับองค์ประกอบแต่ละส่วนอาจมีนัยสำคัญ ยิ่งการซึมผ่านของแม่เหล็กของวงจรแม่เหล็กสูงเท่าไรก็ยิ่งมีข้อผิดพลาดน้อยลงเท่านั้น

แม้จะมีการบรรจบกันของผลลัพธ์ แต่การแสดงเส้นทางการไหลในรูปแบบของวงจรแม่เหล็กเป็นพื้นฐานของการออกแบบเครื่องจักรและอุปกรณ์ไฟฟ้าเนื่องจากช่วยให้สามารถคำนวณได้ในกรณีที่ต้องแก้ปัญหาด้วยวิธีทั่วไป เป็นไปไม่ได้ในทางปฏิบัติ

ความยุ่งยากในการคำนวณเมื่อมีสารเฟอร์โรแมกเนติกเกิดขึ้นจากการพึ่งพาการซึมผ่านของแม่เหล็กที่ไม่เป็นเชิงเส้นกับความแรงของสนาม หากทราบการพึ่งพาอาศัยกันนี้ ปัญหาจะได้รับการแก้ไขโดยวิธีการประมาณต่อเนื่องกัน

ขั้นแรก จะพบวิธีแก้ปัญหาโดยสมมติว่าค่าการซึมผ่านคงที่จากนั้น หลังจากพิจารณาการซึมผ่านที่จุดต่างๆ ของวงจรแม่เหล็กแล้ว ปัญหาจะได้รับการแก้ไขอีกครั้ง โดยคำนึงถึงการแก้ไขค่าของการซึมผ่านของแม่เหล็ก การคำนวณซ้ำจนกว่าจะได้ค่าเบี่ยงเบนที่อนุญาตของค่าความแรงของสนามแม่เหล็กหรือการเหนี่ยวนำแม่เหล็กจากค่าที่ระบุ

วิธีการวิเคราะห์เนื่องจากความยากของธรรมชาติทางคณิตศาสตร์ทำให้สามารถแก้ปัญหาชุดเล็ก ๆ ได้ ในกรณีที่การคำนวณฟิลด์ด้วยวิธีการวิเคราะห์เป็นเรื่องยาก ให้หันไปใช้การสร้างรูปภาพของฟิลด์แบบกราฟิก วิธีนี้สามารถใช้ในการคำนวณฟิลด์การหมุนสองมิติ

ในกรณีที่ยากลำบากมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับเขตข้อมูลเชิงพื้นที่ พวกเขาหันไปใช้การศึกษาเชิงทดลองของเขตข้อมูล ซึ่งประกอบด้วยการพิจารณาการเหนี่ยวนำที่แต่ละจุดของเขตข้อมูลด้วยวิธีใดวิธีหนึ่งในการวัดปริมาณนี้

มีการใช้การจำลองโดยใช้สนามกระแสในตัวกลางที่เป็นสื่อนำ การจำลองนี้ อิงตามการเปรียบเทียบระหว่างสนามในสื่อตัวนำและสนามแม่เหล็กหมุนวน

การศึกษาเชิงคุณภาพที่ง่ายที่สุดของสนามแม่เหล็กดำเนินการโดยการกำหนดรูปแบบของสนามโดยใช้ขี้เลื่อยเหล็กที่หล่อบนแผ่นเรียบของวัสดุที่ไม่ใช่แม่เหล็กไฟฟ้า หรือใช้ผงเหล็กออกไซด์ที่แขวนลอยอยู่ในของเหลว เช่น น้ำมันก๊าด วิธีหลังนี้ใช้กันอย่างแพร่หลาย สำหรับการตรวจจับข้อบกพร่องของผลิตภัณฑ์เหล็กด้วยแม่เหล็ก.

ในอนาคต ในเว็บไซต์ «มีประโยชน์สำหรับช่างไฟฟ้า» เราจะพิจารณางานทั่วไปหลายอย่างสำหรับการคำนวณสนามแม่เหล็ก: การคำนวณสนามของลูกบอลแม่เหล็กไฟฟ้าในสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอในสุญญากาศ (ในอากาศ) วิธีการใช้วิธี ของภาพสะท้อนในการคำนวณสนามแม่เหล็ก ตัวอย่างการคำนวณวงจรแม่เหล็กแบบต่างๆ

ดูสิ่งนี้ด้วย:

การคำนวณวงจรแม่เหล็กมีไว้เพื่ออะไร?

สนามแม่เหล็กของขดลวดที่มีกระแส

หลักการวัดสนามแม่เหล็ก เครื่องมือวัดพารามิเตอร์สนามแม่เหล็ก