קורס בתורת החשמל מאת יוסי יאשי

(Series magnetic circuits)

המעגלים המגנטים שתוארו בתרגילים עד כה מבטאים מעגלים מגנטים בסיסיים:  הליבה עשויה מחומר אחיד וכך גם שטח החתך של הליבה. על כן, במעגלים כאלה קיים מיאון מגנטי אחד למעגל. כשהמעגל המגנטי בנוי מחומרים שונים, או מחומר אחיד המורכב ממספר מקטעים בעלי שטח חתך שאינו אחיד, מתקבלים מיאונים שונים בכל אחד מן הקטעים.

באיור 13.18 נבחן מעגל מגנטי הבנוי משני חומרים שונים בעלי שטח חתך אחיד.

איור 13.18

בפרק 8 יישמנו את חוק אמפר בעבור סליל נושא זרם:

את חוק אמפר מומלץ לרשום באופן שונה בעבור מעגלים מגנטיים.

נבטא את צפיפות השטף המגנטי B בעזרת עצמת השדה המגנטי H:

נחלק את המשוואה בחלחלות µ:

נבטא את חוק אמפר בצורה הכללית:

(13.5)

כאשר:

- הסכום האלגברי של הכממי"ם . בסרטוט המעגל החשמלי האנלוגי למעגל המגנטי, בעבור סליל אחד שעובר בו זרם יהיה מקור מתח אחד, ואילו בעבור כמה סלילים שעובר בהם זרם יהיו כמה מקורות מתח עם קוטביות בהתאם לכיווני הזרם בסלילים.

- סכום המכפלות של אורכי  הקטעים המגנטיים בעצמות השדות המגנטיים בכל  הקטעים המצויים במסלול. 

את המעגל המגנטי נתאר בעזרת מעגל חשמלי, האנלוגי למעגל שבאיור 13.18. היות שקיימים שני חומרים שונים זה מזה (לכל חומר חלחלות יחסית שונה), נקבל שני מיאונים המחוברים בטור כמתואר באיור 13.19.

איור 13.19

נרשום את חוק אמפר בעבור המעגל המגנטי שבאיור 13.18:

המשוואה הזאת מזכירה את חוק המתחים של קירכהוף: סכום מפלי המתח במעגל הטורי שווה למתח המקור. בעבור מעגלים מגנטים אפשר לומר שמתקיים החוק האנלוגי לחוק המתחים של קירכהוף: סכום מכפלת עצמת השדה המגנטי באורך המסלול המגנטי של אותו הקטע (אנלוגי למפל המתח במעגל חשמלי) שווה לכמ"מ.

את מכפלת עצמת השדה המגנטי באורך המסלול המגנטי אפשר לבטא גם כמכפלת השטף המגנטי במיאון של אותו הקטע (אנלוגי למכפלת הזרם בנגד במעגלים חשמליים).

היות שבמעגל טורי השטף המגנטי זהה בכל המעגל (אנלוגי לזרם במעגל חשמלי טורי), נקבל בעבור המעגל שבאיור 13.19:

מעגלים מגנטים שמתקיים בהם שטף אחיד בכל קטעי המעגל מוגדרים בשם מעגלים מגנטים טוריים.

באנלוגיה של המעגל המגנטי למעגל החשמלי המוכר אפשר להוסיף קטגוריה נוספת הנקראת בשם "מפל מתח מגנטי".

•   הקודם                                                                                                                             
• המשך