Pondělí 24. ledna 2022, svátek má Milena
  • schránka
  • Přihlásit Můj účet
  • Pondělí 24. ledna 2022 Milena

Elektrické a magnetické pole (2) - magnetizace

27. 07. 2021 9:09:12
Poměrně důležitý děj - při fungování elektrotechnických strojů je krátký přechodný děj zvaný magnetizace - tedy jak silné magnetické pole může příslušná součást přenášet.

obsah

část 1 - je je magnetizace

část 2 - magnetické momenty

část 3 - metodika označování grafů s fyzikálními a elektrotechnickými funkcemi

vlastní příspěvek

část 1 - co je magnetizace

Aby mohl transformátor vykonávat svoji funkci - tedy například přenášet elektřinu z jedné cívky na druhou - nebo alespoň vykonávat tuto funkci plnohodnotně - je třeba kovový materiál této součásti - například jádro transformátoru zmagnetizovat - což znamená znamená navýšit jeho perneabilitu. Perneabilita vlastně znamená - stupeň jak je daná kovová látka - nebo spíš součást stroje - magnetická.

Perneabilita je vlastně druhotná porovnávací veličina - základními veličinami magnetického pole - přesnějimagnetizačního pole je magnetická indukce B - a význam získává magnetická intenzity H a další veličina vyhrazená právě pro proces magnetizace - a to veličina zvaná přímo magnetizace M. I když přímo magnetizace M se ve výpočtech příliš často nevyskytují - spíš se ve vzorcích vyskytují veličiny nějak související - nebo ještě častěji veličiny ze kterých magnetizace vychází - tedy například magnetické momenty - dřívějším a výstižnějším označením malé "m" s doplňujícím indexem o jaká druh momentu se vlastně jedná. Aktuálně se vyskytují jiná označení pro magnetické momenty - například "j" - ale je otázka proč se zavedená označení mění.

Pro kvantitativní popis jak vysoce je látka magnetická - což vyjadřuje výše zmíněná porovnávací perneabilta je však podstatnější poměr předchozích dvou veličin - tedy indukce B a intenzity H.

Úplné nejednodušší vyjáření stupně magnatizace látky je vzorec

B = μ H

B(magn indukce) = μ (perneabilita látky) H (magn intenzita)

shrnuto

PŘI MAGNETIZACI SE NAVYŠUJE MAGNETICKÁ INDUKCE "B" - ZATÍMCO MAGNETICKÁ INDUKCE "H" ZŮSTÁVÁ NA VÝHOZÍ ÚROVNI

nebo v opisnější formě a perneabilitou vákua namísto perneability magnetované látky

{\displaystyle \mathbf {B} =\mu _{0}(\mathbf {H+M} )}
{\displaystyle \mathbf {B} =\mathbf {H} +4\pi \mathbf {M} }{\displaystyle \mathbf {B} =\mathbf {H} +4\pi \mathbf {M} }

v tomto vztahu se přímo vyskytuje veličina magnetizace - kterou lze nahradit příbuznou veličinou - jakou je například magnetická polarizace

{\displaystyle \mathbf {B} =\mu _{0}\mathbf {H} +\mathbf {I} }

"I" je označení polarizace - tedy stejné jako elektrický proud - někdy se také používá "J"

color="rgb(32, 33, 34)"To je přímá analogie s elektrickou polarizací {\displaystyle \mathbf {D} =\varepsilon _{0}\mathbf {E} +\mathbf {P} }
color="rgb(32, 33, 34)". Magnetická polarizace se tak od magnetizace liší faktorem μ0:

část 2 - magnetické momenty

Jak bylo zmíněno přímo magnetizace se ve výpočtech zase tak často nevyskytuje - proto je na místě zmínit veličinypříbuzné veličiny magnetizace - jako například výše zmíněná magnetická polarizace I nebo J.

Možná ještě důležitější než vlastní magnetizace a jí příbuzné veličiny jsou veličiny výchozí - tedy magnetické momenty. Magnetických momentů je více druhů - tedy alespoň dva - vnitřní a vnější - případně s jinými názvy. Jelikož se v magnetických momentech poměrně často vyskytuje vektorový součet a veličinám o stupeň výš se dá rovněž dobrat vektorovým součtem je zde v příspěvku o stupeň výš nad magnetickými momenty - tedy magnetizaci a příbuznými veličinami použito rozlišovací a neformální označení magnetické nadmomenty. Dokonce v jednom ze vzorců se vyskytuje další součin násobící veličiny nad magnetickými nadmomenty - byl by v tomto případě zmínit další veličinu jako nadnadmoment.

Tedy dále pokus o další rozlišovací označení popisovaných veličin.

Magnetické momenty jsou vlastně dva

Ampérův magnetický moment - v podstatě vnitřní magnetický moment - nebo možno použít i označení elektromagnetický moment - které vytváří elektromagnetické pole přímo ve vodiči. K výpočtu - či kvantitativnímu stanovení Ampérova momentu se lze dobrat jak "elektrickou cestou" - tedy z Ohmova zákona - tak magnetickou cestou - nejsnáze z elektromagnetické indukce.

a druhý moment

Coulombův magnetický (dipólový) moment - který magnetické pole vytváří vně - a který by bylo možno pojmout jako rotaci kladné a záporné magnetické síly. Právě na základě tohoto druhého - tedy Coulombova momentu dochází k magnetizaci M látky - tedy se navyšuje její perneabilita - což se veličiny související s magnetickým momentem - ale zde z výše zmíněných důvodů důvodů - tedy že se k ním dospělo dalším součinem - je použito označení "nadmoment".

Jinak Coulombův moment ve počítá magnetickou cestou - a jako výchozí veličina pro výpočet je spíše používána magnetická intenzita H, ke Coulombovu momentu je ovšem možno se dobrat přes magnetickou indukci B.

Níže Coulombův moment - tedy výchozí moment pro stanovení "nadmomentu" magnetizace.

K obrázku výše - vlevo veličiny zde označené jako "nadmoment" - tedy magnetizace a příbuzné veličiny a mezi nimi dokonce magnetizační proud - k němuž dochází rotací a vektorovým součinem magnetického momentu - tedy z hlediska cest od magnetického momentu by se mělo jednat o cosi jako "nadnadmoment"

K magnetizace se lze dobrat dřívějšími metodami na základě paralel s elektrickým polem - jen místo elektrické intenzity E se například vyskytuje magnetická intenzita H - místo elektrické polarizace P polarizace magnetická J.

Mimochodem mezi elektrickými a magnetickými veličinami se najde řada jiných pararel - místo el. proudu u elektrického pole např, magnetizační proud u magnetizačního pole - v případně magnetický indukční tok a tak dál.

Označení magnetických momentů

Od dřívějšího označení ma (Ampérův magnetický moment) - připadně mc ve prospěch jiných označení typu "i" - ale původní označení patrně vytvářel asi zkratku pro veličiny nejvíce zamezující záměnám.

část 3 - metodika označování grafů s fyzikálními a elektrotechnickými funkcemi

Zde je stanovena určitá posloupnost různých elektrotechnických veličin - přičemž na ose y by měly být veličiny výkonné neboli okamžité a na ose x veličiny stavové. Takovými krajními veličinami by měly být například proud "I" a výkon "P" na ose y a krajními stavovými veličinami čas "t" - případně délka "l" na ose x. A by se měly vytvářet různé mezistupně - například v případě grafu napětí/proud by mělo být napětí U na ose x - neboť podle zde dříve použitých sloganů "napětí je vodič" - by měly být nepřímo zakomponována i jistá časosběrnost - případně rozměry. V případě - že by napětí mělo být srovnáváno s časem - tak z hlediska času by v případě napětí šlo o výkonnou hodnotu - a mělo by být zaznamenáváno na osu y.

Výše příklad právě takového převodu z hlediska výše zmíněného textu kdy výkonná veličina - tedy proud je zaznamenávána na ose x a stavová veličina - tedy napětí na ose y ---> toto označení je doplněno novým označením směru - tentokrát výkonná veličina v ose y a stavová v ose x.

Na podobné téma ještě příklad hysterezní křivky - tedy fyzikálních dějů - kdy se návrat zpět děje za trochu jiných parametrů než výchozí cesta - takže křivky vytváří smyčku.

V tomto případě se jedná o takzvanou voltampérovou charakteristiku - kde z hlediska textu výše je více výkonná veličina proud "I" umístěna na ose y a stavová veličina napětí na ose "U" - ovšem pozorovateli - navyklému na časosběrný průběh napětí a proudu v sínusovkách o fyzikálním procesu z hlediska času zase mnoho neříká. Z tohoto důvodu je zde nákres pozměněn tak - že na ose x zůstává proud "I", ale na osu x je zakreslena na místo napětí časosběrná hodnota času - ovšem napětí je rovněž uvedeno - a to jak výkonná hodnota k ose y - tak časosběrná hodnota napětí k ose x. V této formě se průběh hystereze pozmění na křivku připomínájící sínusovku průběhu napětí či proudu.

Jinak hystereze - tedy trochu odlišné cesty tam a zpět využívá různým způsobem - například vymezuje interval samočinného vypínání různých spínačů - nebo po různé samoopravitelné deformace automobilových karosérií ze speciálních materiálů.

Autor: Jan Tomášek | úterý 27.7.2021 9:09 | karma článku: 5.41 | přečteno: 201x

Další články blogera

Jan Tomášek

Industriální Kroměříž - malá elektrárna, továrna na uzeniny (elektřina VN a NN 14)

Malá parní elektrárna, Simonova továrna na uzeniny, a také automobily Simca. Nejen podobně znějící názvy firem mohou být důvodem ke sloučení více námětů v jeden. Pro Kroměříž trochu netypická turistika.

1.1.2022 v 9:43 | Karma článku: 6.94 | Přečteno: 258 | Diskuse

Jan Tomášek

Mechanika 6 - vzlet letounu a diagram XY jako statistika provozu a výkonu

Navozující příspěvek na předchozí příspěvky o mechanice . v pozornosti opět veličiny čas, frekvence, rychlost - a dále síla, moment síly, výkon

15.12.2021 v 10:12 | Karma článku: 4.85 | Přečteno: 243 | Diskuse

Jan Tomášek

Na konečné v Řečkovicích - proč byl u tramavají zaveden stejnosměrný proud a co je měnírna

Kromě informací o stejnosměrné napájecí trakce pro tramvaje, též pojednání o liniových stavbách jako jsou třeba různé rozvody, třeba elektrické - takovou typickou liniovou stavbou je ovšem plynovod nebo ropovod.

10.12.2021 v 11:04 | Karma článku: 9.81 | Přečteno: 599 | Diskuse

Jan Tomášek

Mechanika 5 - tři stupně momentů - statické momenty, moment síly, výkon a čas a rychlost

Další pokračování v bádání nad veličinami mechaniky - a to zejména statiky a dynamiky - především z matematického hlediska

5.12.2021 v 8:49 | Karma článku: 5.44 | Přečteno: 289 | Diskuse

Další články z rubriky Věda

Dana Tenzler

Slunce prolétá obří bublinou

Díky vyhodnocení materiálů, které dodala vesmírná sonda Gaia, odhalili vědci, jak vypadá naše nejbližší kosmické okolí. Nacházíme se v obří bublině. (délka blogu 5 min.)

24.1.2022 v 8:00 | Karma článku: 18.52 | Přečteno: 296 | Diskuse

Tomáš Flaška

Jsem paranoidní, nebo mě Čína fakt chce špehovat?

Taková drobnost. Koupě obyčejného nabíjecího kabelu na telefon přes čínský eshop za pár šupů. Jenomže tady něco nehraje.

23.1.2022 v 12:13 | Karma článku: 31.44 | Přečteno: 1377 | Diskuse

Jan Mestan

Pohádka o putujících deskách

Čím to, že výsledkem rozdílu extrémně extrémně (2x extrémně tam není náhodou) nepřesného modelu pohybů desek a reálného měření GPS má být dokonalé pole deformací uvnitř desky? Chyba je na straně rámce, ve kterém měření provádíme.

22.1.2022 v 19:13 | Karma článku: 11.62 | Přečteno: 476 |

Jan Mestan

Komentář: Souostroví Tonga – tektonický rámec

Na webu Geofyzikálního ústavu Akademie věd České republiky se objevil text k erupci sopky Hunga Tonga–Hunga Haʻapai. Krátce na něj zareaguji.

21.1.2022 v 3:34 | Karma článku: 14.31 | Přečteno: 369 |

Jaroslav Flegr

Proč nebude vakcína na omikron a proč je to vlastně fuk

Máme se očkovat vakcínami proti wuhanskému viru, nebo si máme radši počkat na vakcíny proti novým variantám? Odpověď zní – je třeba se očkovat tím, co je. Ostatně, vakcíny proti jiným variantám nejspíš ani nebudou. Proč?

20.1.2022 v 14:50 | Karma článku: 44.57 | Přečteno: 26065 | Diskuse
Počet článků 242 Celková karma 7.10 Průměrná čtenost 430

Zajímám se o spoustu témat - která se trochu mění podle let a období.

Najdete na iDNES.cz