A’ Tuigsinn Mìneachadh, Foirmle agus Cleachdaidhean Flux Magnetach

A’ mìneachadh sruth magnetach

Tha sruth magnetach na thomhas air an raon magnetach iomlan a’ dol tro uachdar sònraichte. Gu saidheansail, tha e air a mhìneachadh mar thoradh bho thiugh sruth magnetach agus an raon a tha e a’ dol tro, a’ beachdachadh air an àirde eadar iad. Ann an cànan eile, tha e ag innse dhut dè cho mòr sa tha an raon magnetach a’ sruthadh tron uachdar.

Airson luchd-tòiseachaidh, smaoinich air sruth magnetach mar “dè cho iomadh loidhne raon magnetach a’ dol tron uachdar.” Ma tha barrachd loidhnichean a’ dol tron, tha an sruth magnetach nas àirde. Ma tha nas lugha a’ dol tron, tha e nas ìsle.

Tha e cudromach eadar-dhealachadh a dhèanamh eadar na teirmean co-cheangailte:

• Raon magnetach tha mu choinneamh neart na buaidh mèinnearachd.
• Teòthachd sruth magnetach tha ag innse mar a tha an sruth mèinnearachd a’ cruinneachadh ann an àite sònraichte.
• Sruth magnetach tha a’ coimhead air a’ mhòr-chuid — an èifeachdas iomlan thairis air àite.

Ann an dòigh chleachdail, fhad ‘s a tha tiugh sruth mèinnearachd a’ toirt dhut fiosrachadh mu cho làidir sa tha magnet aig àite sònraichte, tha sruth mèinnearachd a’ toirt dhut an tionndadh mèinnearachd iomlan tro àite no rud. Tha am feum seo cudromach ann an tagraidhean innleadaireachd bho dhealbhadh tionndair gu coileanadh magnetan beaga. (ionnsaich barrachd an seo).

An Physics air cùl sruth magnetach

Tha sruth mèinnearachd mu dheidhinn cho mòr sa tha raon mèinnearachd a’ dol tro uachdar sònraichte. Faodaidh tu loidhnichean raon mèinnearachd a chreidsinn mar sreathan do-fhaicsinneach mun cuairt air magnet no sreang a tha a’ giùlan dealan. Mar a tha barrachd loidhnichean a’ dol tro àite, is e sin am mòr-chòrdte na sruth mèinnearachd. Ma tha an uachdar air a chasadh, bidh nas lugha de loidhnichean a’ gearradh troimhe, a’ ciallachadh nas lugha de sruth.

Ann an fisig, tha sinn a’ tomhas sruth mèinnearachd ann an Webers (Wb), an aonad SI. Tha aon Weber a’ coimhead ris an raon mèinnearachd iomlan a’ dol tro àite ceàrnagach-meatair aon uair ‘s gun robh an tiugh sruth mèinnearachd na Tesla. Tha an comharra airson sruth mèinnearachd Φ.

Sruth mèinnearachd na dhòigh air àireamh a chur air ‘meud’ na mèinnearachd a’ dol tro rudeigin, a’ dèanamh nas fhasa coimeas a dhèanamh eadar diofar shuidheachaidhean mèinnearachd, a’ cunntadh ginealach dealain, agus a’ dealbhadh innealan mar mhotair, gineadairean, agus tionndairean.

Ìomhaigh matamataigeach de sruth magnetach

Tha an sruth mèinnearachd (Φ) air a chothromachadh le bhith a’ cleachdadh an fhoirmle:

Φ = B · A · cos(θ)
Seo na tha gach pàirt a’ ciallachadh:

B – Tiugh sruth mèinnearachd, air a thomhas ann an Tesla (T). Tha e ag innse dhut cho làidir sa tha an raon mèinnearachd.
A – An àite a tha an raon mèinnearachd a’ dol tro, air a thomhas ann an meatairean ceàrnagach (m²).
θ – An ceàrn eadar stiùireadh an raon mèinnearachd agus normal na h-uachdar (loidhne sam bith a’ dol dìreach gu h-àrd no gu h-ìosal dhan uachdar).

Ma tha an raon gu tur dìreach gu h-àrd no gu h-ìosal dhan uachdar (θ = 0°), tha cos(θ) = 1, agus tha an sruth aig a’ char as àirde. Ma tha an raon co-shìnte ris an uachdar (θ = 90°), tha cos(θ) = 0, a’ ciallachadh nach eil sruth a’ dol troimhe.
Eisimpleir:

Smaoinich air coil rèidh le sgìre de 0.05 m² suidhichte ann an raon magnetach cunbhalach de 0.8 T. Ma tha an raon aig ceàrn de 30° ris a’ chòil:

Φ = 0.8 × 0.05 × cos(30°)
Φ ≈ 0.8 × 0.05 × 0.866
Φ ≈ 0.0346 Wb (webers)

Tha seo a’ toirt dhuinn a-mach gu bheil an raon magnetach iomlan a’ gearradh tro sgìre na còil aig an aill.

Tomhas sruth magnetach

Tomhas flux magnetach aig a’ chùis seo mu dheidhinn fios a bhith agad dè cho mòr sa tha raon magnetach a’ dol tro sgìre sònraichte. Ann an obair chleachdail, tha seo air a dhèanamh le innealan mar meatair flux or Sensors buaidh Hall. Tha fluxmeter dealbhadh airson tomhas dìreach a dhèanamh air an t-iomlan flux magnetach ann an Webers (Wb), a’ dèanamh e freagarrach airson deuchainnean labaratorum agus sgrùdadh. Tha sensors buaidh Hall, air an làimh eile, a’ lorg atharrachaidhean ann an neart raon magnetach agus faodar an cleachdadh ann an siostaman sgrùdaidh fìor-ùine.

Ann an Rìoghachd Aonaichte, tha gnìomhachasan mar dèanamh tionndair, dèanamh motair, agus deuchainn stuthan magnetach a’ toirt mòran chudromach air tomhasan ceart air flux magnetach. Tha seo a’ dèanamh cinnteach gu bheil na pàirtean a’ coinneachadh ri inbhean coileanaidh agus gu bheil magnets no coils a’ dèanamh an èifeachdas magnetach cheart a dh’fheumar. Ann an smachd càileachd, tha na tomhasan seo a’ cuideachadh le lorg mhearachdan leithid magnets fo-chumanta, coil neo-iomchaidh, no lochtan stuth—a’ sàbhaladh cosgais agus a’ casg mhearachdan uidheamachd.

Modhan cumanta airson tomhas flux magnetach a’ gabhail a-steach:

• Tomhas dìreach le fluxmeter airson leughadairean mionaideach ann an rannsachadh agus calibration.
• Sensors buaidh Hall airson deuchainn raoin agus siostaman fèin-ghluasad.
• Lùbadairean rannsachaidh airson lorg atharrachaidhean flùdh ann an innealan rothlach no tionndairean.

Tha tomhas ceart a’ ciallachadh nas fheàrr de chothromachd toraidh, adhartas èifeachdais, agus a’ coinneachadh ri inbhean tèarainteachd is coileanaidh.

Tagraidhean agus cudromachd sruth magnetach

Tha flùth magnetach a’ cluich pàirt mhòr ann mar a tha iomadh inneal dealain ag obair. Ann innleadaireachd dealain, tha e aig cridhe mar a tha tionndairean, motaran, agus gineadairean ag obrachadh. Ann an tionndair, tha flùth magnetach a’ gluasad lùth eadar lùban gun conaltradh corporra. Ann am motaran agus gineadairean, tha atharrachaidhean ann am flùth magnetach a’ cruthachadh gluasad no dealan tro dhùbhlan dealain-magnetach.

Nuair a thig e gu taghadh stuthan magnetach, tha e cudromach fios a bhith agad air an comasan flùdh aca. Faodaidh stuthan le permeability magnetach àrd sruthadh flùth magnetach nas èifeachdaiche, a’ leasachadh coileanadh agus a’ lughdachadh call lùtha. Tha seo cudromach ann an gnìomhachasan leithid factaraidhean fèin-ghluasad, lùth ath-nuadhachail, agus cinneasachadh dealain.

Bidh sinn a’ cleachdadh teicneòlas stèidhichte air flùth magnetach gach latha gun smaoineachadh mu dheidhinn:

• fòn-smart agus coimpiutairean a’ toirt earbsa air pàirtean a tha fo bhuaidh flùth magnetach airson cosgais gun uèir agus luchd-labhairt.
• Innealan MRI ann an ospadalan bidh flùth magnetach làidir a’ cruthachadh ìomhaighean mionaideach den bhodhaig.
• Cidsin le induction tha iad a’ teasachadh biadh le bhith ag atharrachadh flùth magnetach tro bhuidheann cidsin.
• Gaoithe turbines tha iad a’ gineadh cumhachd le bhith ag atharrachadh atharrachaidhean flùth magnetach gu dealan.

Bho innealan beaga gu factaraidhean cumhachd mòra, tha smachd agus cleachdadh flùth magnetach na phàirt chudromach de bhith a’ dèanamh innealan èifeachdach, earbsach, agus sàbhailte.

Sruth magnetach ann an stuthan magnetach

Tha flùth magnetach a’ cluich pàirt mhòr ann a bhith a’ tuigsinn mar a tha stuthan magnetach eadar-dhealaichte a’ dèanamh. Tha stuthan mar neodymium, ferrite, agus Alnico a’ toirt seachad le NBAEM eadar-dhealachadh ann mar a tha iad comasach air flùth magnetach a ghiùlan agus a chumail suas. Tha seo a’ buntainn ri an permeability magnetach, puing sàbhaladh, agus an aghaidh demagnetization. Mar eisimpleir, mòranagan neodymium tha iad a’ dèanamh flùth magnetach gu math àrd airson an meud, a’ dèanamh iad freagarrach airson tagraidhean teann, àrd-choileanadh leithid motaran agus luchd-labhairt, fhad ‘s a tha maighstirean ferrite tairgseas ìosal flux ach nas fheàrr seasmhachd teòthachd agus èifeachdas cosgais.

Nuair a tha thu a' taghadh stuthan airson cleachdadh gnìomhachais, tha innleadairean a' coimhead air:

• Comas teannachadh flux magnetach (cò mheud raon magnetach as urrainn don stuth a ghiùlan gach aonad)
• Raon teòthachd obrachaidh (tha cuid de stuthan a' call flux nuair a thèid an teasachadh — faic dè an èifeachdas a th' aig teasachadh magnetan neodymium)
• Dùbhlachd (seasmhachd an aghaidh call flux bho raointean magnetach a tha an aghaidh)
• Feumalachdan tagraidh (flux làidir airson motaran an aghaidh flux seasmhach airson sensors)

Mar eisimpleir, ann am pròiseasan cumhachd, tha prìomhachasan magnetach le comas flux àrd a' lughdachadh call lùtha agus a' leasachadh èifeachdas, fhad 's a tha ann am sensors magnetach, tha freagairt flux cunbhalach nas cudromaiche na neart as motha. Leigidh raon de stuthan NBAEM dèanamh cinnteach gu bheil factaran seo air an cothromachadh gus am bi am bathar mu dheireadh a' coinneachadh ri dùilean coileanadh, cosgais, agus seasmhachd.

A’ mearachd choitcheann mu dheidhinn sruth magnetach

Tha mòran dhaoine a' mheasgachadh flux magnetach ri neart raon magnetach, ach chan e an aon rud iad. Tha neart raon magnetach (air a thomhas ann an tesla) ag innse dhut cho làidir sa tha an raon aig puing, fhad 's a tha flux magnetach a' tomhas an sùim iomlan de raon magnetach a' dol tro raon sònraichte.

Dhà phoint cudromach ri cuimhneachadh:

• Tha stiùireadh cudromach – Tha flux magnetach an urra ri ceàrn eadar an raon magnetach agus an uachdar. Ma tha an raon na shlighe ris an uachdar, tha an flux gu tur nialas.
• Tha raon cudromach – Bidh uachdar nas motha a' coimhead ris an raon a' cruinneachadh barrachd flux na fear beag, eadhon ged a tha neart an raoin mar an ceudna.

Seo beagan mion-fhiosrachaidh luath:

Comhairle: Bithidh e an-còmhnaidh a’ beachdachadh air an t-suidheachadh agus meud na sgìre nuair a bhios tu a’ bruidhinn mu dheidhinn sruth. Tha seo gu sònraichte cudromach ann an tagraidhean leithid dealbhadh tionndairichean, motaran, no sensors magnetach.

Ceistean Cumanta

Dè thachras do sruth magnetach ann an cuairt dùinte

Ann an cuairt-mòr magnetach dùinte (mar a tha e taobh a-staigh cridhe tionndair), bidh sruth magnetach a’ sruthadh tron a’ bhuaile le call as lugha oir tha an t-slighe na shlighe leantainneach agus gu tric air a dhèanamh de stuth le àrd-chomas permeability. Tha an t-suidheachadh seo a’ cuideachadh le bhith a’ cumail sruth a’ sruthadh gu ìosal, a’ leasachadh èifeachdas. Ma tha beàrnas ann san t-slighe, bidh sruth a’ tuiteam oir tha adhar nas ìsle ann an permeability magnetach na stuth a’ chruaidh.

Ciamar a tha teòthachd a’ toirt buaidh air sruth magnetach ann an stuthan

Faodaidh atharrachaidhean teòthachd buaidh a thoirt air sruth magnetach oir tha feartan magnetach nan stuthan ag atharrachadh le teas.

• Teòthachd ìosal – Bidh stuthan magnetach a’ cumail sruth nas èifeachdach.
• Teòthachd nas àirde – Bidh neart magnetach gu tric a’ laigeachadh, a’ lughdachadh an sruth.
• Os cionn teòthachd Curie – Bidh stuthan a’ call nan feartan ferromagnetic gu tur agus chan urrainn dha sruth magnetach a bhith cumanta.

Diofar eadar sruth magnetach agus tiugh sruth magnetach

Comhairle luath: Tha Flux mu dheidhinn an iomlan raon thairis air uachdar, fhad ‘s a tha dùmhlachd flux mu dheidhinn cho dian ‘s a tha e aig puing.