ВИЗНАЧЕННЯ ЕНЕРГІЇ МАГНІТНОГО ПОЛЯ ТОРОЇДАЛЬНОЇ КОТУШКИ З ФЕРОМАГНІТНИМ ОСЕРДЯМ

Анотація

У статті продемонстрована методика врахування нелінійної залежності відносної магнітної проникності феромагнетику від напруженості магнітного поля при визначення енергії поля та індуктивності котушки на тороїдальному осерді. На відміну від спрощеної фізичної моделі котушки, де автори використовують усереднене значення відносної магнітної проникності 〈μ〉, показано, що результат розрахунку визначається функцією ( ) , H H μ і є більш коректним ніж за середнім значенням відносної магнітної проникності. У прикладах для розрахунку параметрів котушки використані довідникові залежності індукції магнітного поля від його напруженості для феромагнітного матеріалу ARMCO. Розбіжності в отриманих результатах для енергії поля та індуктивності котушки за нашою методикою та за класичним методом з використанням середнього значення відносної магнітної проникності суттєво залежать від меж між максимальним та мінімальними значеннями напруженості магнітного поля в осерді. Отримано, що розбіжності у визначені енергії магнітного поля в осерді котушки за запропонованою методикою та в порівнянні з результатами за спрощеною методикою, де магнітна проникність вважається незмінною можуть сягати 30 %., При цьому, знак таких розбіжностей теж залежить від сили струму, або від меж зміни напруженості магнітного поля в площі поперечного перерізу осердя. Розбіжності як в значеннях енергії поля, так і індуктивності котушки зростають до 34 % при збільшенні співвідношення зовнішнього та внутрішнього радіусів осердя, в порівнянні з результатами де магнітна проникність вважається незмінною. Використання програмного забезпечення при визначені площі фігур під графіками функцій допомагає спростити окремі розрахунки та підвищити точність отриманих результатів. Визначено напрямок використання методики визначення енергії та індуктивності котушки в розрахунково-графічній роботі, для якої студент зможе використовувати криву намагнічування, отриману під час виконання лабораторної роботи.