Flusso magnetico in un circuito magnetico: 5 fatti che dovresti sapere


Sappiamo che il numero totale di linee magnetiche che passano attraverso una data regione specifica è semplicemente flusso magnetico. Pertanto, questo post discuterà il flusso magnetico in un circuito magnetico.

Un campo magnetico provoca l'esistenza di una certa quantità di flusso magnetico. Inoltre, il flusso magnetico è sempre sotto forma di un circuito chiuso. A causa della presenza di un campo magnetico, i circuiti magnetici sono ora conosciuti come tali. Pertanto, è anche vero che il flusso magnetico esiste nei circuiti magnetici.

Prendiamoci il tempo per comprendere appieno flusso magnetico in un circuito magnetico.

C'è un flusso magnetico in un circuito magnetico?

I circuiti sono percorsi chiusi attraverso i quali viene fatta passare una quantità e sono composti da una varietà di componenti. I circuiti magnetici sono composti da materiali magnetici e hanno percorsi chiusi.

Quando una corrente elettrica viaggia lungo il percorso chiuso di un materiale magnetico, le cariche in movimento all'interno del materiale creano un campo magnetico all'interno del circuito magnetico. Tutte queste linee di campo magnetico che viaggiano attraverso il circuito magnetico sono semplicemente flusso magnetico.

Pertanto, i circuiti magnetici possono essere definiti come percorsi chiusi composti da materiali magnetici che consentono al flusso magnetico di viaggiare attraverso di essi.

flusso magnetico in un circuito magnetico

Qual è il flusso magnetico in un circuito magnetico?

Nel circuito magnetico, l'effettiva interpretazione del flusso magnetico non cambia.

Se diciamo che un campo magnetico esiste in un circuito magnetico, indica anche la presenza di forza magnetica. Il flusso magnetico è una misura del campo magnetico. Di conseguenza, è anche uno strumento utile per descrivere l'effetto della forza magnetica in quel circuito magnetico.

Se confrontiamo un circuito elettrico con un circuito magnetico, allora in un circuito elettrico passa una corrente elettrica. Mentre in un circuito magnetico, il flusso magnetico lo attraversa. Quando viene fornita una tensione a un circuito elettrico, la corrente tende a fluire lungo il percorso con la minor resistenza. Allo stesso modo, il flusso magnetico segue la via della minore riluttanza. 

Pertanto, il flusso magnetico in un circuito magnetico ha lo stesso scopo della corrente elettrica in un circuito elettrico. In alternativa, possiamo dirlo è analogo a una corrente elettrica.

Come trovare il flusso magnetico di un circuito magnetico?

Quando un campo magnetico e un elemento dell'area vengono moltiplicati, il risultato è il flusso magnetico. 

In un senso più ampio, il flusso magnetico è definito come il prodotto scalare di due prodotti vettoriali: 

  • Il campo magnetico B & 
  • L'elemento dell'area del circuito A. 

Il flusso magnetico attraverso qualsiasi superficie di un circuito magnetico viene calcolato quantitativamente utilizzando l'integrale del campo magnetico B sull'area della superficie A.

Quindi, possiamo scrivere:

𝜙m= ∬s B ᐧ dA

Quindi, possiamo scrivere:

𝜙m= BA cos𝜃 ……….(1)

Dove,

𝜙m : Flusso magnetico

B : Campo magnetico

A : Elemento di area del circuito magnetico

𝜃 : Angolo tra il campo magnetico e l'elemento dell'area del circuito magnetico

Ma quando il campo magnetico e l'area della sezione trasversale del circuito magnetico sono perpendicolari tra loro, allora 𝜃 = 90. Quindi, il flusso magnetico è:

𝜙m= BA ……….(2)

Tipicamente, l'area della sezione trasversale del circuito viene selezionata come area A per il circuito magnetico per calcolare il flusso magnetico.

Come sappiamo, una forza elettromotrice è responsabile della guida della corrente delle cariche elettriche. Allo stesso modo, il flusso magnetico nei circuiti magnetici è guidato dalla forza magnetomotrice (MMF). Si consideri il circuito magnetico la cui lunghezza è l e ha N numeri di ferita e la corrente di I ampere lo attraversa. Quindi, mmf è dato da:

Fm  = NI ……….(3)

Quindi, mmf non è altro che la corrente totale collegata a quel particolare circuito magnetico.

L'intensità del campo magnetico per un circuito magnetico ad area della sezione trasversale omogenea e uniforme è definita come mmf per unità di lunghezza. Di conseguenza, l'intensità del campo magnetico:

H = NI / l ……….(4)

Dove, H : Intensità del campo magnetico

Tuttavia, il campo magnetico in termini di intensità del campo magnetico è dato da:

B = 𝜇H ……….(5)

Dove, 𝜇: permeabilità magnetica

Quindi, mettendo il valore di H nell'equazione precedente, otteniamo:

B = 𝜇 NI / l ……….(6)

Utilizzando il valore del campo magnetico dall'equazione (6) nell'equazione del flusso magnetico (2):

……….(7)

Dove,

l/𝜇 A = R (Riluttanza)

L'equazione (7) è la formula per determinare il flusso magnetico in un circuito magnetico.

Quali sono i fattori che influenzano il flusso magnetico in un circuito magnetico?

Il flusso magnetico in qualsiasi circuito magnetico può essere influenzato da quattro fattori, elencati di seguito:

  • Area della sezione trasversale del circuito magnetico A (Eq. 1): anche l'area della sezione trasversale del circuito e il flusso magnetico sono direttamente correlati. Maggiore è l'area del circuito, maggiore è il flusso che può attraversarlo. 
  • L'angolo tra il campo magnetico B e l'elemento dell'area A (Eq. 1): il flusso magnetico massimo può essere penetrato attraverso il circuito quando il campo magnetico è perpendicolare alla superficie.
  • Intensità del campo magnetico H (Eq. 5): Il flusso magnetico in un circuito magnetico e l'intensità del campo magnetico sono entrambi associati. Il flusso magnetico in un circuito aumenta quando il campo magnetico prodotto nel circuito è forte.
  • Flusso di corrente attraverso il circuito magnetico I (Eq. 7): La forza magnetica e la corrente sono indissolubilmente legate. All'aumentare del flusso di corrente, la forza magnetica aumenta aumentando l'intensità del campo; quindi, anche il flusso aumenta.

Come accennato in precedenza, una piccola variazione del fattore influisce sul flusso magnetico in un circuito magnetico. 

Problema: Dato un sistema magnetico (anello), con raggio di sezione r = 3.5 cm, il numero di spire N= 600 e la permeabilità relativa del ferro è 900 e la corrente che lo attraversa è 0.15 A. Quindi calcola il flusso magnetico in un circuito magnetico.

Dato:

Raggio di sezione r = 3.5 cm = 0.035 m

Numero di giri N = 600

Permeabilità relativa del ferro 𝜇r = 900

Corrente che passa attraverso il circuito I = 0.15 A

Trova:

Flusso magnetico 𝜙m =?

Soluzione:

Area dell'anello magnetico A = 𝜋r2 = 3.14 × (0.035)2 =3.8 × 10-3 m2

permeabilità:

𝜇 = 𝜇0𝜇r = 4𝜋 × 10-7 × 900

Lunghezza dell'anello:

l = 2𝜋r = 2𝜋 × 0.035 m

Flusso magnetico:

𝜙m = 1.75 MWb 

Quindi, in questo caso, il flusso magnetico di un dato circuito magnetico è 1.75 mWb.

Sommario:

Impariamo da questo post che i circuiti magnetici consentono al flusso magnetico di attraversarli. Inoltre, il flusso magnetico che passa descrive l'effetto della forza magnetica generata nel circuito. È paragonabile alla corrente elettrica che scorre attraverso un circuito elettrico.

Alpa P. Rajai

Sono Alpa Rajai, ho completato il mio Master in Scienze con specializzazione in Fisica. Sono molto entusiasta di scrivere sulla mia comprensione della scienza avanzata. Vi assicuro che le mie parole ei miei metodi aiuteranno i lettori a capire i loro dubbi e chiarire ciò che stanno cercando. Oltre alla fisica, sono una ballerina Kathak addestrata e a volte scrivo anche i miei sentimenti sotto forma di poesia. Continuo ad aggiornarmi in Fisica e qualunque cosa comprendo semplifico lo stesso e lo tengo dritto al punto in modo che sia chiaro ai lettori. Puoi anche contattarmi su: https://www.linkedin.com/in/alpa-rajai-858077202/

Post Recenti