Despre permeabilitatea miezului magnetic

[gsabac]

Cred ca fiecare se gindeste la altceva si de aceea nu este un punct de vedere unitar. Bineinteles ca fiecare are dreptate in felul sau,

@ola_nicolas probabil ca se refera la permeabilitatea initiala din cataloage(constanta de material) iar ceilalti la variatia permeabilitatii cu cimpul

magnetic din miez care are o curba sub forma de clopot, asa cum s-a postat.

Cred ca ar fi bine sa se creeze mai multe topicuri in legatura cu materialele magnetice, fiecare legat de un anume aspect.

 

In legatura cu diametrul sirmei din secundar, daca primarul si miezul duce puterea din secundar, atunci este asa cum a spus @fanelforum.

 

@gsabac

[Vizitator]

Miur e constanta in cursurile de liceu... pentru simplificare si intelegere ...

Fenomenele magnetice le-au studiat savanți celebri. Cursul de fizica de liceu este o sinteza a cunoștințelor acumulate ca urmare a contribuției acestora. Daca permeabilitatea nu ar fi fost o constanta, nimeni nu ar fi susținut acest lucru, mai ales în cursul de fizica de liceu. Nu știu ce a înțeles fiecare din cursul de fizica de liceu, dar simplificările acolo s-au făcut numai prin prisma utilizării unui aparat matematic ușor de înțeles la nivel mediu, nu și prin prisma concluziilor fundamentale.

 

... @ola_nicolas probabil ca se refera la permeabilitatea initiala din cataloage(constanta de material) iar ceilalti la variatia permeabilitatii cu cimpul

magnetic din miez care are o curba sub forma de clopot ...

Îndeosebi în fizica, dar și în alte domenii, atunci când se exprima o mărime indiferent de ce tip ar fi, sunt utilizate un număr de 7 unități de măsură fundamentale. Singura unitate fundamentala din domeniul electric este amperul ca unitate de măsura a mișcării sarcinilor electrice prin diferite medii. Exista mărimi dimensionale (au o unitate de măsura exprimabila în unitățile fundamentale ale sistemului international) și care pot fi constante, as după cum este cazul permeabilității vidului μ₀=4π×10⁻⁷ m·kg/A⁻²·s², sau a permeabilității absolute μ a unui alt mediu, care este o constanta caracterizând acel mediu, exprimata în aceleași unități de măsură fundamentale. Alte mărimi, provin din raportul a doua mărimi de același tip, asa după cum este cazul permeabilității relative μ_r=μ/μ₀ și ca atare sunt adimensionale. Aproape ca nu mai trebuie nici o demonstrație a faptului ca raportul a doua constante, este tot o constanta. Faptul ca aceasta constanta da bătăi de cap atâtor utilizatori, este alta chestiune. Nu doar în electro-magnetism se întâmpla asemena paradoxuri. Exista multe alte discipline, pline de constante (termotehnica este un bun exemplu) unde este nevoie de tabele complicate, sau chiar nomograme pentru a calcula valorile acelor constante. Este adevarat, ca asa după cum constata miticamy, raportul dintre permeabilitatea absoluta µ a unui mediu material oarecare și permeabilitatea absoluta a vidului µ₀ este considerata nu la "aceeasi intensitate a campului magnetic", ci la o anumita intensitate a câmpului magnetic. Sa nu uitam ca fenomenele magnetice s-au studiat mai întâi pe solenoizi cu o singura spira și abia apoi s-au elaborat relațiile matematice pentru bobinele practice cu multe spire. Bineînțeles ca pentru o singura spira care acționa într-un anumit mediu magnetic, acea spira dădea naștere la o anumita inducție magnetica.

Editat Ianuarie 28, 2017 de Vizitator

[validae]

Cred că se transformă acest topic într-o varză de neînțeles.Câțiva colegi se contrazic pe tema permeabilității, mai postează câte un coleg o întrebare practică dar este ignorat, apoi i se răspunde după un timp, dar iar încep cei cu permeabilitatea magnetică......cred că se cam exagerează și devine o problemă de orgolii personale, ca la Amplificatoare.

[Marian]

Da, asa se intampla atunci cand orgoliile suprascriu ratiunea, nu-i prima oara, si cu siguranta nu va fi nici ultima, si de regula sursa acestor discutii sunt utilizatorii vechi, e normal, fiecare are o imagine de promovat si sustinut.

 

O sa despart discutia asta intr-un topic nou pentru a-l proteja pe asta.

 

LE:

Gata, am creeat topic nou cu discutia asta, puteti posta aici despre subiectul permeabilitate ( NUMAI aici, nu insistati dincolo, n-o sa va placa urmarile ).

 

La subiect:

Cred ca o metoda elocventa de testare practica a variatiei inductantei cu H ar putea fi testarea curentului de mers in gol fata de diferite amplitudini ale tensiunii aplicate in primar. S-a stabilit faptul ca dominanta cat priveste impedanta primarului este data de reactanta, deci cu un autotraf se poate varia tensiunea aplicata pe primarul unui traf si se masoara si compara variatia curentului de mers in gol, din fiecare cifra se extrage rezistenta DC a infasurarii si ce ramane se compara cu ce ar trebui sa fie daca inductanta ar ramane constanta. Pentru asta insa ar trebui sa se poata masura inductanta primarului... Eventual se poate masura inductanta secundarului care ar fi mai mica ( mai ales daca secundarul e mic ), si primarul ar trebui sa fie mai mare cu patratul raportului de transformare.

 

Oricum ideea mea ar fi ca daca la 230Vca aplicati in primar ar fi sa zicem 100mA curent de mers in gol ( am luat o cifra rotunda la plesneala ), si ai 100R rezistenta DC a bobinajului atunci reactanta este 2200 Ohm. Ok, aplici 200Vca si daca inductanta ramane fixa atunci si reactanta ar trebui sa fie tot aceeasi, deci tot 2200, si impedanta totala 2300 Ohm, deci curentul de mers in gol ar trebui sa fie 200/2300, se poate repeta testul la diferite U primar, si compara rezultatele, daca cifra masurata difera de ce ar trebui sa fie atunci ipoteza D-lui Olaru cade iremediabil si incontestabil.

 

Zic si eu... Nu am autotraf ca as fi testat eu insumi.

[iop95]

Problema orgoliilor e veche la romani si a adus in mare parte numai pierderi... si ceva satisfactii individuale, ieftine, de moment.

Nu cred ca aici e vorba de orgolii. E vorba de puncte de vedere diferite sau chiar erori de interpretare. Nimeni nu detine adevarul absolut, tocmai de-asta se discuta.. si-ar fi bine fara celebrele orgolii.

 

Daca se specifica Miur la o anumita valoare a campului, cred ca este evident de ce... pentru ca nu e constanta cu campul.

De fapt ce arata acest Miur? "Numarul" de dipoli magnetici "dispusi" sa se orienteze la o variatie a campului magnetic. Dupa cum arata curba la feromagnetice, la valori mici sunt cam putin "dispusi", apoi exista un maxim si pentru valori mari nu prea mai exista... pentru ca toti au fost deja orientati si ca orice material finit are limitele lui si apare saturatia, adica pentru o crestere mare a campului magnetic, inductia se modifica ff putin sau deloc.

In fizica sunt multe "constante"... nici acceleratia gravitationala nu e constanta pe pamant iar tot ce tine de un material anume, nu poate fi constant, pentru ca materialul isi schimba proprietatile sub actionea diverselor marimi fizice externe.

Editat Ianuarie 28, 2017 de iop95

[Depanatoru]

Miu relativ sau permeabilitatea magnetica a materialului nu e o constanta fundamentala fizica , depinde de mai multi factori , frecventa , temperatura , sa nu ne pacalim cu semantica . E nelinear cand se studiaza curba de histerezis . Numai in vacuum ( abstractizarea completa ) miu relativ nu poate fi decat 1 in orice conditii . Constantele fundamentale in fizica sunt cateva ...sarcina electronului , bla bla.

Sunt destule asemenea "constante" valabile intr-un anumit domeniu . As zice ca toate constantele de material sunt "constante" mai mult sau mai putin numai intr-un domeniu de lucru uzual si folositor practic , cum le-am simplificat noi empiric .

Editat Ianuarie 28, 2017 de Depanatoru

[valangjed]

Permeabilitatea magnetica relativa este constanta de material si este dependenta de temperatura.Relatia B=u*H este valabila doar pe portiunea lineara a curbei de magnetizare.

[flomar60]

Am masurat curentul de mers in gol la traful asta:http://www.elforum.info/topic/113740-transformator-de-retea-cu-tole-in-manta/....incepand de la valoarea de 5mA....in topic aveti toate datele necesare despre traf....

Si masuratorile:

-5mA.............20,7V

-6,4mA........30V

-7,7.............40

-9,1.............50

-10...............57

-12,2..........70

-14,1..........80

-15.............85

-17,5..........95

-20.............104

-25.............119,5

-30.............131

-35............141

-40............149,5

-45..........156,3

-50..........164

-55..........168,8

-60..........174,3

-65..........178,4

-70..........183

-75..........187

-80..........190,2

-85..........193,5

-90.........196,4

-95..........199,5

-100........202

-105........204,5

-110........207,2

-115........209,7

-120........210,7

-125.......212,4

-130.......213,2

-135.......215,4

-140.......217

-145........218,9

-150........220

-155.......221

-160.......221,9

-165......223

-170......224,7

-175.......226,9

-180.......228,6

-185.......229,9

-190......231,4

-195......233,3

-200......234,3

Aici a trebuit sa schimb scala de masura la multimetre si acuratetea masuratorii a scazut....

....de exemplu la 236V...................240mA

240V....................270mA

245V...................315mA

250V..................380mA

255V...................425mA

.....si gata!.....autotraful atat a putut!

Ar fi interesant un grafic....poate il face cineva....

[Marian]

Am facut eu un tabel:

Tabel test Flomar.pdf

 

Impedanta este oricum numai constanta NU, si singurul motiv pentru care asta se poate intampla este din cauza variatiilor reactantei, frecventa e fixa deci nu se poate modifica decat inductanta, si asta este o dovada incontestabila ca permeabilitatea variaza.

 

Dupa parerea mea subiectul este lamurit.

Multumiri pentru teste D-le Marcu.

 

LE: Am completat tabelul.

[gsabac]

Am facut si eu un grafic cu variatia inductantei aparente cu tensiunea aplicata.

Am scris inductanta aparenta, deoarece la tensiuni mai mari, este cimp magnetic mai puternic in miez, cresc pierderile

in miezul magnetic, care se manifesta ca si cum ar scadea inductanta.

Dupa mine trebuie o schema mai buna buna pentru masurarea inductantei.

De exemplu cu un generator de curent continuu constant (din colectorul unui tranzistor) se modifica cimpul magnetic

si cu un inductantmetru normal se masoara inductanta.

 

PS. Nici nu mai trebuia sa facem masuratori, deoarece avem un exemplu de aparat care functioneaza pe principiul rezonantei la 50Hz.

Acesta este stabilizatorul de tensiune ferorezonant, care se bazeaza tocmai pe variatia inductantei primarului la scaderea tensiunii retelei.

Sunt si alte aparate si stabilizatoare, chiar stabilizatoare LLC, la care frecventa se modifica cu o bobina auxiliara,

prin care se trece curentul continuu de comanda.

Eu am construit chiar filtre trece jos bazate pe aceasta variatie de inductanta ca in poza urmatoare:

 

Bobinele sunt toruri miniatura conectate in serie, prin care se introduce curentul de comanda si totodata

semnalul alternativ care trebuie filtrat. Am obtinut o variatie a frecventei FTJ de la 3,3KHz la 6,5KHz la acest filtru de ordinul 7.

 

 

@gsabac

Editat Ianuarie 28, 2017 de gsabac

[Marian]

Testele D-lui Marcu sunt totusi utile, tocmai pentru ca ele confirma teoria si lamuresc incontestabil aspectul asta.

[gsabac]

Bineinteles, am cooperat cu el la aprofundarea fenomenelor din miezul magnetic si dupa mine este un user

cu o mare experienta in transformatoare si miezuri magnetice, care ne-o impartaseste si noua.

Am facut o sinteza a marimii denumite INDUCTANTA, ce este, cum se defineste si de ce depinde.

Parametrul de bază al unei bobine este inductanţa L sau inductivitatea acesteia. Inductivitatea

proprie a unui circuit electric se defineste prin raportul dintre fluxul magnetic Φ care străbate

suprafaţa limitată de conturul circuitului electric şi curentul i care produce acest flux.

Noţiunea de inductanţă se poate interpreta ca:

- proprietatea unui circuit electric de a se opune variaţiei curentului electric care il străbate:

Φ(t ) = L*i(t) (1.1)

- proprietate a bobinei de a acumula energie W_m în cîmp magnetic:

W_m = L* I ² / 2 (1.2)

Valoarea inductanţei L depinde de forma geometrică a infăşurării (forma de dispunere a

spirelor), de dimensiunile infaşurării şi de caracteristicile miezului magnetic. Proprietăţile

magnetice se pot caracteriza prin reluctanţa magnetică R_m definită prin relaţia:

Rm = lm / (µ*S_m) (1.3)

unde: lm - lungimea liniilor de cîmp;

μ =μ₀*μ_r permeabilitatea absolută;

μ₀ este permeabilitatea vidului, μ₀=4* π*10^-7henry/metru (H/m)

μ_reste permeabilitatea relativa a miezului, care depinde de magnetizarea si nivelul semnalului

S_m – suprafaţa prin care se închid liniile de cîmp.

Producătorii de miezuri pentru bobine indică o valoare a factorului de inductanţă A_L, a cărui

valoare este invers proporţională cu reluctanţa magnetică:

A_L=1/R_m (1.4)

Unitatea de inductivitate în Sistemul Internaţional se numeste henry [H], avînd submultiplii:

1mH=10-3H, 1μH=10-6H si 1nH=10-9H.

La o bobină fluxul total Φ este rezultat din însumarea fluxurilor tuturor spirelor N iar pentru un miez magnetic

fluxul este dat de relaţia Φ = N * Φ_fcu Φ_f fluxul unei singure spire.

Inductanta unei bobine cu miez magnetic inchis se calculeaza cu relatia:

L = N² / R_m = A_L * N² (1.5)

Inductivitatea bobinelor cu miez magnetic (feromagnetic sau din ferită) este neliniară

(depinde de valoarea curentului), deoarece fluxul magnetic depinde neliniar de valorile curentului

Valorile maxime ale inductivităţii bobinei rezultă pentru valorile curentului I, la care

variaţia fluxului dΦ/di este maximă. Pentru a ţine sama de această dependenţă se defineste inductivitatea

dinamică L_d = dΦ/di (1.6)

Modul de variaţie al fluxului şi respectiv al inductivitaţii dinamice L_d în funcţie de valoarea

curentului se datorează modificării permeabilităţii magnetice relative a miezului bobinei

μ_r = B/(μo*H) (1.7)

La funcţionarea bobinei cu miez în curent alternativ de amplitudine redusă (regimul de

semnal mic) permeabilitatea este egală cu permeabilitatea relativă iniţială μi a miezului si

(proporţională cu panta în origine la curba Φ(i)) este practic o constantă dată în cataloage.

Atunci cînd curentul continuu creşte prin bobina Lx, rezultă valori crescatoare pentru fluxul magnetic

şi inducţia magnetică creste dupa curba de histerezis. Ca rezultat, semnalul alternativ de pe bobină se

modifica conform permeabilităţii relative μ_r, care se poate calcula, dacă se masoara inductanţa.

Măsurarea inductanţei se face cu ajutorul tensiunii alternative măsurate pe bobina Lx, apoi se calculează

μ_r în functie de fluxul magnetic, deci cu relaţia 1.7 se determină B, inducţia magnetică şi se poate trasa

curba reală de histerezis a miezului.

 

@gsabac

[Vizitator]

Hai sa lamurim o chestiune. Pe mine nu ma intereseaza subiectul. Am raspuns pe celalalt topic unui utilizator care poate chiar avea nevoie de informatie si colateral diverselor interpelari. Daca cineva vrea sa faca un subiect separat doar ca sa polemizeze filozofic, poate continua. Experienta facuta de flomar, nu aduce nici o informatie suplimentara in problema caracterului de constanta a permeabilitatii relative. Flomar, a obtinut niste rezultate care erau de asteptat. Atata timp cat studiaza un dispozitiv neliniar, este firesc sa obtina rezultatele acelea. Caracterul de constanta al permeabilitatii absolute in diferitele medii magnetice a fost stabilit de mult timp si prin consecinte si caracterul de constanta al permeabilitatii relative. Cine crede ca poate aduce contributii suplimentare, poate sa continue.

[Marian]

Ati spus ca inductanta nu variaza niciodata ( e scris negru pe alb de dvs ), testul D-lui Marcu va dovedeste contrariul. Este chiar atat de simplu, inductanta chiar variaza cu campul magnetic!

[Vizitator]

L=1,257·10^-8μ_rw²S/l_m - asta este definiția inductanței.

 

μ_r= const; w=const (numărul de spire) + S=const (aria secțiunii miezului) + l_m=const (lungimea liniilor de camp magnetic) → L=const. Toate variațiile obținute de flomar, se datorează caracterului neliniar conferit de miezurile fero-magnetice. Acest caracter neliniar se concretizeaza in caracteristica B-H a miezurilor feromagnetice. Cea care variază de fapt este impedanța circuitului în curent alternativ. Ce ne facem dacă discutam despre aplicații în curent continuu?! Nu întâmplator în electrotehnica, componentele neliniare se studiază într-un capitol separat. Probabil ca cei mai multi au sărit peste acel capitol.

Editat Ianuarie 28, 2017 de Vizitator