Despre permeabilitatea miezului magnetic

[Marian]

Cam toate tipurile de miez sufera de "neliniaritatile" astea ( cu exceptia vidului ), deci despre ce vorbim pana la urma? Utopia miezului ideeal, sau realitatea miezurilor practice? Apoi ati intervenit in topicul despre trafurile de retea deci automat v-ati asumat cazul miezurilor feromagnetice si realitatile ce le caracterizeaza! Corect ori ba?

[Vizitator]

Si cine da caracterul neliniar al miezurilor ? Culoarea, greutatea, firma producatoare ?

 

Oare nu ce spune @iop95:

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.

O masuratoare facuta de mine cu primarul unui traf cu secundarul in gol (deci devine o simpla bobina), curentul la 3 tensiuni diferite:

[UDAR]

Aia nu e definiția inductanței , e o formulă de calcul a inductanței .

Dar nu asta este important , important este cum definim/calculăm/măsurăm pe µr. De fapt , așa cum au arătat colegii există mai multe definiții ale lui µ și implicit ale lui µr , de fapt mai multe instanțe ale sale - permeabilitatea inițială care se definește și măsoară la amplitudini mici ale componentei variabile a câmpului magnetic și ,eventual , valori diferite ale componentei continue, permeabilitatea diferențială sau incrementală care se definește ca dB/dH , permeabilitatea aparentă sau efectivă care se referă la un miez cu întrefier ( concentrat sau distribuit ) și care arată de câte ori crește inductanța aceleiaș bobine cu miez față de cea fără miez .

Ei bine toate formele sau instanțele ( cum doriți ) de mai sus nu sunt constante în raport cu intensitatea câmpului magnetic . S-au dat deja argumente și s-au citat referințe , nu are rost să mai insist . Desigur µr este o proprietate de material ( ca densitatea , rezistivitatea, etc ) dar nu o constantă .

 

În ceea ce privește capitolele necitite despre neliniaritate pot doar spune pe moment că neliniaritatea curentului în raport cu tensiunea în exemplul de la care am pornit este o consecință a modificării µr , nicidecum o cauză .

 

PS . Probabil că aceasta este ultima mea intervenție pe acest subiect cu excepția cazului când mi se prezintă o singură referință ( serioasă ) în care să se spună că µr este constantă în raport cu H altfel decât în cazul nefericitei exprimări ”constantă de material ” . Nu există constante de material. De altfel , chiar în celebrul referat școlar citat mai sus , se spune că ” Pentru aceeași intensitate a câmpului magnetic ”

 

EDIT . 1. S-a postat între timp . Răspunsul se referă în prima parte la postul #30.

2. Am editat citatul din referat ca să fie exact precum și ceva scăpări de tastatură .

Editat Ianuarie 28, 2017 de UDAR

[iop95]

Daca are cineva un traf sau o bobina la care se poate demonta usor miezul, se poate face un experiment similar cu cel de mai sus, fara miez, la tensiune redusa corespunzator.

Probabil va fi mai greu de gasit o sursa reglabila de valoare asa redusa.

Functie de impedanta, e posibil ca reglajul dintr-un autrotraf sa aiba salturi prea mari de tensiune...

Se va observa impedanta aprox. constanta, fata de varianta cu miez feromagnetic.

 

Neliniaritatile din circuitele de ca sunt introduse in primul rand de acest element - Miur NU este constanta cu campul (si nici cu temperatura).

In orice masina electrica exista aceste fenomene neliniare, cele mai multe neglijate, pentru simplificarea studiului.

In lumea reala ele sunt acolo, indiferent daca vrem sau nu, daca le stim sau nu.

Functie de aplicatie, suntem nevoiti sa le luam in considerare sau nu.

In multe cazuri se considera Miur constanta pana la saturatie, lucru inexact, dar care poate fi acceptat, considerand un regim perfect sinusoidal, functie de material, erorile fiind f mici.

[QQme]

Torn si eu gaz pe foc, de punctul Curie se stie? variatia cu temp,a amintit-o cineva.

[Depanatoru]

https://ro.wikipedia.org/wiki/Permeabilitate_magnetic%C4%83

Fara teorie , acolo in ultimele coloane sunt date niste conditii la care au fost masurate , nici vorba sa fie niste constante absolute , cine pricepe bine , cine nu , succes . Se face o confuzie probabil cu constanta permeabilitatii vidului , care evident e ceva absolut , vidul nu are de exemplu conceptul de temperatura , numar finit de atomi si orice "n" alti factori care influenteaza orice material .

 

Bine , exemplul de calcul cu un anumit miez prezentat mai sus nu e prea relevant daca discutam absolut teoretic , pentru ca depinde in primul rand de dimensiunea fizica ( sectiune ) , alt miez alte rezultate , cu cat e mai mare cu atat se satureaza mai greu , dar si cu un miez infinit tot depinde de temperatura de exemplu .

Uitati un studiu din 1885 unde se trateaza subiectul http://www.jstor.org/stable/25138783?seq=1#page_scan_tab_contents

Editat Ianuarie 28, 2017 de Depanatoru

[Marian]

Bine , exemplul de calcul cu un anumit miez prezentat mai sus nu e prea relevant daca discutam absolut teoretic , pentru ca depinde in primul rand de dimensiunea fizica ( sectiune ) , alt miez alte rezultate...

Nu rezultatele in sine te intereseaza din exemplul D-lui Marcu, nu valorile exacte ale cifrelor sunt esentialul pentru subiect, ci variatia mare a impedantei, am explicat deja de ce, deci nu ma repet. Nu contest ca la alt miez cifrele vor fi altele, insa un lucru vor avea in comun toate testele, si anume variatia impedantei provocata de variatia tensiunii. Deci testul este foarte elocvent indiferent ce s-ar spune.

 

PS: Dl Marcu si-a sacrificat timp semnificativ sa faca acele teste, lista valorilor este mare, asa ceva nu se obtine in 2-3 minute. Pai este cel putin lipsit de politete sa-i spui ca de fapt nu prea conteaza..

[Vizitator]

@flomar: Toata stima pentru efortul tău de culegere de date în scopul cercetării, însă măsurând valorile efective ale tensiunii la borne și ale curentului prin circuit, trebuia sa ții cont de faptul ca rezultatul raportului U/I da impedanța circuitului, la care are o contribuție și rezistenta de curent continuu a conductorului de bobinaj. Aceasta impedanță, este conform teoriei formata din inductanța pura L înseriată cu rezistenta ohmica a conductorului r. Tensiunea la borne măsurată de tine, se descompune astfel în doi vectori perpendiculari. In acest mod tu ai obținut de fapt un sir de date care caracterizează aceasta impedanță a circuitului. Pentru a ajunge la concluzii valabile, ar fi trebuit in continuare sa vizualizezi pe osciloscop tensiunea instantanee la borne si curentul instantaneu prin circuit, sa le așezi apoi în același sistem de coordonate, astfel încât sa poți determina defazajul dintre ele. Pentru a separa apoi cele doua componente ar fi trebuit sa aplici ecuația caracteristica a bobinei u=Ldi/dt. Ca sa obții curba derivatei di/dt, exista metode numerice de calcul. Ai fi constatat cu aceasta ocazie ca L este o constanta și ca variabile sunt numai u și i, dintre care curentul i, ar fi avut o forma evident ne-sinusoidala. Pentru a-ti demonstra ca µ_r este o constanta, hai sa facem un exercițiu de imaginație și sa consideram prin absurd o caracteristica B-H liniara, precum în diagrama atașată. Sa presupunem apoi ca toate celelalte relații legate de relația B-H rămân aceleași, inclusiv relația B=µH. Făcând un minim apel la geometria analitica, găsim interpretând datele din diagrama, ecuația dreptei-caracteristice: B=0,004H. In mod evident derivând aceasta relație se obține B'=0,004, care este valoarea lui µ si care reprezentata pe grafic, este o dreapta paralela la direcția O-H a acestuia, reprezentata cu verde în diagrama. In același mod s-au construit și diagramele reale B-H. Deosebirea consta însă în faptul ca datorita caracteristicii neliniare, derivata funcției B=f(H) este o curba. Confuzia deriva din faptul ca cei care au dezvoltat teoria, au notat aceasta curba în mod impropriu cu µ. In acest mod se face o confuzie regretabila intre constanta µ a unui material feromagnetic, și curba reprezentând derivata funcției B=f(H). In mod evident daca permeabilitatea mediului feromagnetic µ ar fi fost o funcție variabila cu H, atunci relația B=µH, ar fi fost o ecuație diferențiala și nu una algebrica.

 

Editat Ianuarie 29, 2017 de Vizitator

[Marian]

Fantastic... Realitatea nu-i realitate, albul e de fapt negru...

 

Rezistenta bobinajului acelui traf este 5,1 Ohm, valoarea este data de Dl Marcu in topicul unde traful ala este prezentat. Pai 5,1 Ohm pe langa impedante de peste 1000 ma iertati daca spun ca pentru mine pur si simplu n-au importanta. Apoi indiferent cat ar fi fost rezistenta ohmica a bobinajului, aceasta spre deosebire de inductanta, chiar este fixa, deci singura cauza a variatiilor impedantei nu putea fi decat componenta reactiva, deci mama ei de inductanta!!!

[vera]

Am masurat o bobina cu si fara miez.

1-cu miez-4H

2-fara miez-61,4mH

PS-ca sa determinam exact variatia impedantei unui primar transformator, trebuie sa aflam valoarea pierderilor (Fe si Cu), care nu au o variatie liniara cu tensiunea.

Editat Ianuarie 29, 2017 de vera

[Marian]

Vera nu asta era discutia, totusi multumim pentru masuratoare.

Fireste ca miezul are permeabilitate mai mare deci valoarea este mai mare. Problema era variatia inductantei demonstrata practic, dar respinsa de Dl Olaru.

[flomar60]

Pai, la sugestia d-lui iop95 am demontat un traf de UPS la care trebuia refacut bobinajul la alti parametri....

....aici, primarul masurat cu traful echipat:

....aici, primarul masurat cu miezul si secundarul demontat:

Apoi am alimentat bobina in alternativ pana la curentul nominal...iata tabelul:

-26mA.............0,225V

-36,9mA..........0,315V

-46,9................0,39

-55,5................0,470

-65,5...............0,553

-87,1...............0,738

-107................0,907

-119................1,009

-140................1,180

-160................1,358

-180................1,522

-200................1,685

.....aici am schimbat scalele de masura la multimetre....

-250...............2,10

-300..............2,5

-350.............2,9

-400............3,3

-450.............3,8

-500............4,2

-550............4,6

-600............5,0

-650...........5,4

-700...........5,9

A fost destul de greu sa reglez din autotraf tensiunile astea , cu toate ca am intercalat un traf 220/15V si am facut reglajul in primarul acestuia....

Editat Ianuarie 29, 2017 de flomar60

[Marian]

PS-ca sa determinam exact variatia impedantei unui primar transformator, trebuie sa aflam valoarea pierderilor (Fe si Cu), care nu au o variatie liniara cu tensiunea.

Ceea ce tot incerc eu sa aduc in vedere este ca acea variatie exista si ca este prea mare ca sa fie justificata doar de pierderile in cupru ( nesemnificative in cazul D-lui Marcu ) sau in miez.

 

 

[gsabac]

Am calculat din nou inductanta echivalenta si se situeaza intre limitele de valori 0,0275H si 0,0268H.

Variatia este de la influenta rezistentei cuprului.

 

Ceea ce nu stie domnul @ola_nicolas este definitia inductantei la semnal mic sau mare !!!

Cu scuzele mele, imi permit sa ii reamintesc a treia oara aceasta definitie.

 

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.

 

Editare ulterioara.

Deasemenea este foarte clar ca inductanta nu are sens in curent continuu, deci este o marime

care se defineste ca derivata fluxului magnetic in raport cu timpul si are efect numai in curenti

variabili, fie sinusoidali sau cu orice alta variatie, impulsuri, trenuri de sinusoide, etc.

 

@gsabac

Editat Ianuarie 29, 2017 de gsabac

[flomar60]

Daca consideram ultima rubrica din primul tabel pus de mine unde avem 255V cu 425mA.....pierderile in cupru sunt f. mici!....la o rezistenta de 5,1 ohmi avem o cadere de tensiune de 2,68V....si o putere disipata pe rezistenta interna a bobinajului de....aproape 1W!

Cea mai mare parte se pierde in miez pentru ca deja, la acest curent se apropie de saturatie.....am facut un test cu traful pe tole in manta si l-am tinut 1/2 ore sub tensiune la 255V .....la o temperatura initiala a miezului de aprox. 10 grade la finalul testului a ajuns la aprox. 50 grade.....dar bobinajul era mai rece dacat miezul....