Magnetfluss in einem Magnetkreis: 5 Fakten, die Sie kennen sollten


Wir wissen, dass die Gesamtzahl der magnetischen Linien, die durch eine bestimmte Region verlaufen, einfach ein magnetischer Fluss ist. Daher wird dieser Beitrag den Magnetfluss in einem Magnetkreis besprechen.

Ein Magnetfeld bewirkt, dass eine bestimmte Menge an magnetischem Fluss existiert. Außerdem hat der magnetische Fluss immer die Form einer geschlossenen Schleife. Als Folge des Vorhandenseins eines Magnetfelds sind Magnetkreise jetzt als solche bekannt. Daher gilt auch, dass in Magnetkreisen magnetischer Fluss existiert.

Nehmen wir uns die Zeit, um es vollständig zu verstehen magnetischer Fluss in einem Magnetkreis.

Gibt es einen magnetischen Fluss in einem Magnetkreis?

Kreisläufe sind geschlossene Wege, durch die eine Menge geleitet wird, und setzen sich aus einer Vielzahl von Komponenten zusammen. Magnetkreise bestehen aus magnetischen Materialien und haben geschlossene Pfade.

Wenn ein elektrischer Strom entlang der geschlossenen Route eines magnetischen Materials fließt, erzeugen die sich bewegenden Ladungen innerhalb des Materials ein Magnetfeld innerhalb des Magnetkreises. Alle diese Magnetfeldlinien, die durch den Magnetkreis laufen, sind einfach magnetischer Fluss.

Daher können Magnetkreise als geschlossene Pfade definiert werden, die aus magnetischen Materialien bestehen, die es einem magnetischen Fluss ermöglichen, durch sie zu fließen.

magnetischer Fluss in einem Magnetkreis

Wie groß ist der magnetische Fluss in einem Magnetkreis?

Im Magnetkreis ändert sich die tatsächliche Interpretation des magnetischen Flusses nicht.

Wenn wir sagen, dass ein Magnetfeld in einem Magnetkreis existiert, zeigt dies auch das Vorhandensein von Magnetkraft an. Der magnetische Fluss ist eine Magnetfeldmessung. Infolgedessen ist es auch ein hilfreiches Werkzeug, um die Wirkung der Magnetkraft in diesem Magnetkreis zu beschreiben.

Wenn wir einen elektrischen Kreis mit einem magnetischen Kreis vergleichen, dann fließt in einem elektrischen Kreis ein elektrischer Strom durch ihn. In einem Magnetkreis fließt ein magnetischer Fluss durch ihn. Wenn eine Spannung an einen Stromkreis angelegt wird, fließt der Strom in der Regel auf dem Weg mit dem geringsten Widerstand. Auf die gleiche Weise, Magnetfluss folgt dem Weg des geringsten Widerstands. 

Somit dient der magnetische Fluss in einem magnetischen Kreis dem gleichen Zweck wie der elektrische Strom in einem elektrischen Kreis. Alternativ können wir das sagen es ist analog zu einem elektrischen Strom.

Wie findet man den magnetischen Fluss eines Magnetkreises?

Wenn ein Magnetfeld und ein Flächenelement multipliziert werden, ist das Ergebnis der magnetische Fluss. 

Im weiteren Sinne wird der magnetische Fluss als Skalarprodukt zweier Vektorprodukte definiert: 

  • Das Magnetfeld B & 
  • Das Flächenelement A der Schaltung. 

Der magnetische Fluss durch eine beliebige Oberfläche eines Magnetkreises wird quantitativ berechnet, indem das Integral des Magnetfelds B über die Fläche A der Oberfläche verwendet wird.

Somit können wir schreiben:

𝜙m= ∬s B ᐧ dA

Somit können wir schreiben:

𝜙m= BA cos𝜃 ……….(1)

Woher,

𝜙m : Magnetischer Fluss

B: Magnetfeld

A: Flächenelement des Magnetkreises

𝜃 : Winkel zwischen Magnetfeld und Flächenelement des Magnetkreises

Aber wenn das Magnetfeld und die Querschnittsfläche des Magnetkreises senkrecht zueinander stehen, dann ist 𝜃 = 90. Somit ist der magnetische Fluss:

𝜙m= BA ……….(2)

Typischerweise wird die Querschnittsfläche des Kreises als Fläche A für den Magnetkreis ausgewählt, um den Magnetfluss zu berechnen.

Wie wir wissen, ist eine elektromotorische Kraft dafür verantwortlich, den Strom der elektrischen Ladungen anzutreiben. In ähnlicher Weise wird der Magnetfluss in den Magnetkreisen durch die magnetomotorische Kraft (MMF) angetrieben. Stellen Sie sich den Magnetkreis vor, dessen Länge l beträgt und der N Wicklungen hat, durch den ein Strom von XNUMX Ampere fließt. Somit ist mmf gegeben durch:

Fm  = NI ……….(3)

Somit ist mmf nichts anderes als der Gesamtstrom, der mit diesem bestimmten Magnetkreis verbunden ist.

Die magnetische Feldstärke für einen Magnetkreis mit homogener und gleichmäßiger Querschnittsfläche ist als mmf pro Längeneinheit definiert. Als Ergebnis magnetische Feldstärke:

H = NI / l ……….(4)

Wo, H: Magnetfeldstärke

Das Magnetfeld in Bezug auf die magnetische Feldstärke ist jedoch gegeben durch:

B = 𝜇H ……….(5)

Wo, 𝜇 : Magnetische Permeabilität

Wenn wir also den Wert von H in die obige Gleichung einsetzen, erhalten wir:

B = 𝜇 NI / l ……….(6)

Verwendung des Magnetfeldwerts aus Gleichung (6) in der Magnetflussgleichung (2):

……….(7)

Woher,

l/𝜇 A = R (Widerstand)

Gleichung (7) ist die Formel zur Bestimmung des Magnetflusses in einem Magnetkreis.

Welche Faktoren beeinflussen den Magnetfluss in einem Magnetkreis?

Der Magnetfluss in jedem Magnetkreis kann durch vier Faktoren beeinflusst werden, die unten aufgeführt sind:

  • Querschnittsfläche des Magnetkreises A (Gleichung 1): Die Querschnittsfläche des Kreises und der magnetische Fluss stehen ebenfalls in direktem Zusammenhang. Je größer die Fläche des Stromkreises ist, desto größer ist der Fluss, der ihn passieren kann. 
  • Winkel zwischen Magnetfeld B und Flächenelement A (Gl. 1): Maximaler magnetischer Fluss kann über den Stromkreis durchdrungen werden, wenn das Magnetfeld senkrecht zur Oberfläche steht.
  • Magnetfeldstärke H (Gl. 5): Der Magnetfluss in einem Magnetkreis und die Stärke des Magnetfelds sind beide miteinander verbunden. Der magnetische Fluss in einem Stromkreis nimmt zu, wenn das im Stromkreis erzeugte Magnetfeld stark ist.
  • Stromfluss durch den Magnetkreis I (Gl. 7): Magnetkraft und Strom sind untrennbar miteinander verbunden. Mit zunehmendem Stromfluss steigt die Magnetkraft durch Erhöhung der Feldstärke; daher nimmt auch der Fluss zu.

Wie oben erwähnt, beeinflusst eine kleine Änderung des Faktors den Magnetfluss in einem Magnetkreis. 

Aufgabe: Gegeben sei ein Magnetsystem (Ring) mit einem Querschnittsradius r = 3.5 cm, die Windungszahl N = 600, die relative Permeabilität von Eisen 900 und der durchfließende Strom 0.15 A. Berechnen Sie dann den magnetischen Fluss in einem Magnetkreis.

Gegeben:

Querschnittsradius r = 3.5 cm = 0.035 m

Windungszahl N = 600

Relative Permeabilität von Eisen 𝜇r = 900

Strom durch den Kreis I = 0.15 A

Suche:

Magnetischer Fluss 𝜙m =?

Lösung:

Fläche des Magnetrings A = 𝜋r2 = 3.14 × (0.035)2 = 3.8 × 10-3 m2

Permeabilität:

𝜇 = 𝜇0𝜇r = 4𝜋 × 10-7 × 900

Länge des Ringes:

l = 2𝜋r = 2𝜋 × 0.035 m

Magnetischer Fluss:

𝜙m = 1.75 mWb 

In diesem Fall beträgt der Magnetfluss eines gegebenen Magnetkreises also 1.75 mWb.

Zusammenfassung:

Wir erfahren aus diesem Beitrag, dass Magnetkreise es einem magnetischen Fluss ermöglichen, durch sie hindurchzugehen. Weiterhin beschreibt der durchlaufende magnetische Fluss die Wirkung der im Stromkreis erzeugten Magnetkraft. Es ist vergleichbar mit dem elektrischen Strom, der durch einen Stromkreis fließt.

Alpa P. Rajai

Ich bin Alpa Rajai, habe meinen Master in Naturwissenschaften mit Spezialisierung auf Physik abgeschlossen. Ich bin sehr begeistert davon, über mein Verständnis von fortgeschrittener Wissenschaft zu schreiben. Ich versichere, dass meine Worte und Methoden den Lesern helfen werden, ihre Zweifel zu verstehen und zu klären, wonach sie suchen. Neben Physik bin ich ausgebildete Kathak-Tänzerin und schreibe meine Gefühle auch manchmal in Form von Gedichten auf. Ich aktualisiere mich ständig in Physik und was immer ich verstehe, vereinfache ich und halte es direkt auf den Punkt, damit es den Lesern klar vermittelt wird. Sie können mich auch erreichen unter: https://www.linkedin.com/in/alpa-rajai-858077202/

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