המרת אנרגיה - האתר של שי ידרמן
Transcription
המרת אנרגיה - האתר של שי ידרמן
המרת אנרגיה מרצה :ד"ר ראובן ינקוסנקו. מייל[email protected] : נייד.052-8241928 : סילבוס: בקורס נלמד על התקנים להעברת אנרגיה המבוססים על אנרגיה מגנטית אגּורה. השיטה נקראת מגנטו-קווזיסטטיקה( .השם מעיד על המשמעות.).. הנושאים שנלמד הם: .1תלת פאזי (היכרות עם הנושא). .2מעגלים מגנטיים. .3שנאים (חד פאזי ותלת פאזי) .השנאים ממירים אנרגיה חשמלית לאנרגיה חשמלית. .4מכונות חשמל .המכונה ממירה אנרגיה חשמלית למכאנית .במקרה זה היא נקראת מנוע ובמקרה ההפוך היא נקראת גנרטור. יש לנו שני סוגי מכונות ,האחת היא סינכרונית והשנייה היא אסינכרונית .ההבדל בין השניים הוא כזה שבסינכרונית המכונה תתעקש לשמור על הקצב שלה ומכונה אסינכרונית תתאים את עצמה לקצבים שונים .קרוב לוודאי שלא נגיע ללמוד על מכונה אסינכרונית בקורס עקב מגבלות תקציב. |1 המרת אנרגיה -סיכום ועריכה מאת שי ידרמן .1רשתות תלת-פאזיות חיבור משולש: A להלן מתוארים שלושה מקורות מתח המהווים רשת תלת-פאזית המחוברים באופן הבא: לענייננו ,בין שלושת הספקים יש הפרש של 1 2 0 אחד מהשני. המתח הנמדד בין כל זוג יציאות נקרא מתח הקו ויסומן. V line V l : חיבור זה נקרא חיבור משולש ומסומן בהמשך ב. - (הסימנים מעידים על כיווני הפאזה שכן שני מקורות מתח חילופין עם סימנים הפוכים נבדלים זה מזה ב.) 1 8 0 - V ph 120 Vl B Vl נתבונן בגרף הבא ונסיק באופן מיידי: . V a V b V c 0 b V ph 0 a c Vl C הקשר שבין מתח הקו V lלמתח הפאזה V p hבחיבור משולש: V ph 240 איור – 1תיאור כללי של מודל רשת תלת פאזית בחיבור משולש. b a איור – 2תיאור ווקטורי של המתחים. c הקשר בין I phל: I l - אם הרשת מאוזנת כל מקור מועמס באותו עומס בדיוק (גודל וזווית) ולכן גם זרמי הפאזה יהיו שווים בגודלם ובהפרש של אחת לעומת השני. I phb נצייר את זרמי הפאזה: לפי המודל שלנו ניתן לראות כי כל זרם קו הינו הפרש פאזורי בין שני זרמי פאזה (הירוק). I pha I phc נבצע את ההפרש הפאזורי ונקבל: 3 I ph 120 120 איור – 3תיאור ווקטורי של הזרמים. הווקטור המסומן בירוק הוא הפרש הזרמים הנדרש. 3 3 I l I pha I phb I ph j I ph 30 I ph j I ph cos 30 j sin 30 I ph j 2 2 היות ואנו מעוניינים רק בגודל נוכל לרשום בפשטות עבור חיבור מסוג זה: 3 I ph Il . : A חיבור כוכב: באיור הבא מתואר מודל חיבור כוכב: הקשר בין הזרמים הוא פשוט. I p h I l : 3 V V V הקשר בין המתחים V phו V l -הוא: (החישוב זהה למה שביצענו קודם עם הפרש הזרמים בחיבור משולש). 30 ph חיבור כוכב מקובל לסמן ב .Y-המסקנה היא: ... 3 V ph phb Vl .Y : pha . V A B a V ph 0 Vl Vl V ph 120 V ph 240 B c b Vl C איור – 4תיאור כללי של מודל רשת תלת פאזית בחיבור כוכב. הערה: בתרגילים תהייה נתונה רשת (מאוזנת) ואין לנו שום מושג האם היא נוצרה ע"י חיבור כוכב או משולש וע"י כמה גנראטורים היא נוצרה .כמוכן לא ידוע לנו באיזה צד של הרשת נמצאים הצרכנים ובאיזה צד הגנראטורים .מה שמעניין אותנו הוא הפאזה שבקצה. |2 המרת אנרגיה -סיכום ועריכה מאת שי ידרמן דוגמא: A נתונה רשת תלת פאזית שאליה מחובר הצרכן הבאZ ph 4 3 j 5 36.9 : מתח הקו הוא . V l 208 v :חשב: א .גודל זרם הקו. ב .גורם ההספק. ג( . S , Q , P .תזכורת-S :הספק מדומה-P ,הספק אפקטיבי -Q ,הספק ריאקטיבי). Z ph Z ph Vl 208 v Z ph B C פתרון: א .ברגע שאנו יודעים את מתח הקו נוכל למצוא את מתח הפאזה ואז את זרם הקו: 120 v 208 Vl 3 24 A 120 5 3 V ph Z ph V ph . I l I ph ב .נזכיר את ההגדרה של גורם ההספק: המשמעות של הזווית היא :בכמה מעלות מקדים המתח את הזרם. S בעומס אומי המתח הוא באותו מּופע עם הזרם. . והזרם המתח בין בעומס השארתי Zכלשהו קיים הפרש מּופע P גורם ההספק הוא. cos : חובה לציין גם את סימן הזווית ,זווית שלילית מעידה כי המתח מקדים את הזרם וזווית חיובית מעידה כי המתח מפגר אחרי הזרם .במקרה שלנו נקבל בפשטות cos 36.9 0.8 :וקל לראות כי המתח מפגר אחרי הזרם. Q ג .הספק מדומה ( )Sמשמעותו היא לכפול את המתח בזרם ללא התייחסות לזווית. S ph V ph I ph 120 24 : ההספק המדומה על כל המערכת הוא 3פעמים S phולכן. S 3 S ph 3 V ph I ph 3 120 24 8640V A : ההספק האקטיבי הוא. P S cos 8640 0.8 6912W : ההספק הריאקטיבי הוא. Q S sin 8640 0.6 5184VAR : דוגמא: נתונה אותה הרשת מהדוגמא הקודמת .כעת מחברים עומס הגדול פי 3מהקודם . Z ph 15 36.9 :הסעיפים זהים: א .המתח מתקבל ישירות מצורת החיבור. V ph V l 208 v : הזרם הוא 13.86 A : 208 15 V ph Z ph I ph ולכן3 13.86 24 A : 3 I ph Il A והזווית( . V ph I ph 36.9 :נשים לב כי התקבלו זרמים זהים). ב .אותו דבר כמו מקודם. ג .ההספק המדומה. S 3 S ph 3 V ph I ph 3 208 13.86 8640V A : ההספקים האחרים שווים כמו מקודם. |3 המרת אנרגיה -סיכום ועריכה מאת שי ידרמן Z ph Z ph V ph 208 v B Z ph C מסקנות: .1המרת עומס מכוכב למשולש. Z 3 Z Y : .2ראינו כי תמיד נכון לומר. S 3 S ph 3 V ph I ph : במשולש כשנפתח נקבל3 V l I l : בכוכב כשנפתח נקבל3 V l I l : Il S 3 S ph 3 V ph I ph 3 V l 3 Il Vl 3 S 3 S ph 3 V ph I ph 3 לכן תמיד. S 3 S ph 3 V ph I ph 3 Vl I l : עד כאן הרצאה .1תאריך1.11.11 : .2מעגלים מגנטיים: ˆz מעגל מגנטי מורכב מסליל מעשי ,בחישובים של מעגלים מגנטיים נתבסס על סולונואיד כמתואר באיור :5 נתייחס אליו כאל אינסופי ,בהמשך נכניס לתוך הסולונואיד חומר (ולא יהיה שם רק רִיק). נלפף חוט סביב הסליל כמתואר ונקבל כי השדה המגנטי Bשבתוך הסליל הוא בכיוון ˆz ואינו תלוי במרחק מציר ה . zˆ -כמו כן ניתן להוכיח גם כי השדה המגנטי בחוץ מתאפס. (ראינו את זה עד כה לפחות ב 3-קורסים שונים).. עבור סליל עם Nליפופים באורך lשזורם בו זרם Iנקבל מחוק אמפר: I N l .H ראינו בעבר כי( B H :או במקרה של רִיק ) B 0 Hאך הקשר הנ"ל אינו ליניארי לכל ערך של . Hבאיור 6ניתן לראות תיאור גרפי של התלות: B f ( H ) : מהגרף ניתן לראות כי קיים איזור קטן – לא ליניארי – ובו . B 0 r H : כאשר הספינים של האלקטרונים שבאטום מגיעים לרוויה מתקיים 0 : N איור -5תיאור סולונואיד כללי. dB 0 dH אז מקבלים את הקשר הכללי הידוע. B 0 H : H נזכור כי הקשר הכללי של Bו H -תלוי גם בווקטור המגנטיזציה : M . B 0 H M איור -6גרף. באיזור הליניארי (הרוויה) Mיחסי ל H -ומקובל לרשום. M m H : לכן B 0 H M 0 1 m H :ומסמנים. 1 m r : נחזור לעניינינו ההתחלתי והוא חישוב עוצמת השדה המגנטי בתוך סליל: השטף המגנטי (כאשר חתך השטח הוא )Aמוגדר: מגדירים את ההשראות המגנטית: 0r A l 0r NI A N 2 l N I 0r NI l . B 0r H . B A .L כדי למצוא את האנרגיה האגורה בסליל יש להיעזר במשפט הפוינטינג והוא שווקטור הפוינטינג נותן של ההספק ליח' שטח ולכן סכימה (אינטגרל) של ווקטור הפוינטינג לאורך כל שטח המעטפת תניב את האנרגיה האגורה. ראינו כי וקטור הפוינטינג הוא. S E H : . Pin ההספק הכלוא בתוך גוף כלשהו הוא S d a E J dv E t Ddv H t Bdv : |4 B המרת אנרגיה -סיכום ועריכה מאת שי ידרמן כאשר: -ההספק שהולך לחימום התנגדותי. E J dv - E Ddvשינוי האנרגיה החשמלית ליח' זמן. - H Bdvשינוי האנרגיה המגנטית ליח' זמן. t t נניח בסולונואיד ש B-ו H-לא תלויים במיקום והם לכיוון ציר NI t מגדירים: t B t ˆz וננתח את הביטוי האחרון בסכימה: H t B l A H V המתח המושרה על הלולאה (חוק פראדיי) .ולכן מקבלים. H t B I V : הביטוי H t Bהוא הספק מגנטי ליח' נפח .כאשר נכפיל ב d t -נקבל את תוספת האנרגיה ליח' נפח. מהגרף הקודם ניתן לראות כי השטח המצוין בסמוך הוא למעשה תוספת האנרגיה ליח' נפח. לכן באיזור הרוויה (התחום הליניארי שבגרף) אם עולים מ 0-לנקודה מסוימת אז מקבלים: 2 B 20r קיבלנו אלמנט נפח של האנרגיה האגורה ,ז"א: dv H 2 0r H u 1 BH 2 1 2 B dB H H uH . EH במקרה שבו לא כל הסולונואיד מלופף נקבל בריחה של שטף מגנטי אל מחוץ לסולונואיד. לכן H outside 0 :ואז גם . B outside 0 H outside 0 :יחד עם זאת הוא קטן מאוד ביחס ל. B inside 0 r H inside - יש להתייחס למקרה זה מכיוון שאין לנו באמת סולונואיד אינסופי ולכן תמיד תהיה בריחה כלשהי. דוגמא: r2 נתון סולונואיד מעוגל ועליו שני ליפופים שונים N Aו N B -עם זרמים I A :ו. I B - שטחי החתך של הסולונואיד נחלקים לשניים A1 :ו. A2 - מסמנים ב l1 , l 2 -את האורכים הממוצעים של כל חלק מהמעגל. נניח כי Bו H-בכיוון המעגל ואחידים ולכל חלק יש r 1ו. r 2 - אנו רוצים להראות את האנלוג המגנטי למעגל חשמלי DC (ז"א הדמיון שבין שני סוגי המעגלים). r1 l1 רדיוס ממוצע l2 IA A1 A2 IB פתרון: מחוק אמפר מקבלים בפשטות. H dl H 1l1 H 2 l 2 N A I A N B I B : נבטא את Hבמונחי :B B 2 l2 0r2 B1l1 0 r1 . H 1l1 H 2 l 2 נסמן - N i I i Fi :מקור מגנו-מניע -ונקבל: F1 F2 B 2l2 0r2 B1l1 0 r1 . השטף בשני החלקים שווה A1 B1 A2 B 2 :ולכן ניתן לכתוב F1 F2 : A1 1 A2 2 l נסמן - R i i :התנגדות מגנטית של קטע באורך l iעם שטח חתך Aiופרמביליות . i Ai i l2 l1 כאשר. 0 r 1 1 : נשים לב כי באנלוגיה F1 F2הם מקורות ולכן H 1l1 H 2 l 2הם מפלי מתח באזורים 1ו 2-בהתאמה. |5 המרת אנרגיה -סיכום ועריכה מאת שי ידרמן טבלה :אנלוג חשמלי למעגל מגנטי: מגנטי 1 H l A חשמלי At A W b H / m A / m A R v A F W b / m 2 T F l I V A / m2 B A I I H J A 1 / v / m V E דוגמא: נתון סליל עגול בעל רדיוס ממוצע . a 6 cm :רדיוס החתך הוא. r 1cm : נתונים גם . N 1000 , r 2000 :יש למצוא את הזרם הדרוש לשטףW b : 4 . 2 10 פתרון: 2 כעת המעגל פשוט ,יש לנו רק חלק אחד: 1 4.77 10 H 5 2 ואז F 2 10 4 4.77 10 5 95.5 A N I :ולכן: 2 2 6 10 2000 10 9 5 .5 m A 9 5 .5 1000 7 4 10 2 a 2 0 r r . .I עד כאן הרצאה .2תאריך8.11.11 : חזרה מהרצאה קודמת: לקחנו סולונואיד המחולק לשני חלקים( .הזרמים הם לאותו הכיוון). ראינו כי השדה החשמלי אחיד בכל קטע אך אין הדבר אומר כי השדה שווה בשני החלקים. לכן פיצלנו את חוק אמפר לשני חלקים. H dl H 1l1 H 2 l 2 N A I A N B I B : לכל אחד מהביטויים N i I i :קראנו כח-אלקטרו-מניע ולביטויים Fi H i li :קראנו מפל מתח על קטע .i נצייר אנלוג חשמלי למעגל המגנטי הנ"ל: ניתן לראות כי ה"זרם" במקרה זה הוא השטף . מתקיים. F A FB F1 F2 : אם יש קשר ליניארי בין Hל( B -והוא ) :אז אנו מסוגלים חשב את ז"א בכל קטע iמתקיים. i o ri : |6 המרת אנרגיה -סיכום ועריכה מאת שי ידרמן R1 FB . R2 FA B1l1 B 2 l 2 לפי זה נקבל F1 F2 : .בשל השטף המשותף נקבל F1 F2 : 1 2 A2 2 l וראינו בסוף ההרצאה את הסימון להתנגדות המגנטית . R i i :עד כאן חזרה! Ai i l2 l1 . A1 1 B כעת נראה דוגמא לא-ליניארית .במקרה זה הקשר יורד לאחר חלק ליניארי כלשהו. מן הראוי לציין כי כאשר משנים באופן מהיר את הזרם נקבל כי ירידה של Hלאפס עדיין תשאיר Bמסוים. התופעה הזאת נקראת היסטרזיס – עליה נדון בהמשך. H דוגמא: נתונות הנקודות הבאות מהגרף 50, 0.35 , 150, 0.9 , 500,1.25 :כאשר. B T , H A / m : נתונה ליבה מגנטית כמתואר באיור הבא: נתון שטח חתך ממוצע אחיד. A 2 cm 2 cm : נתון כי l l 2 18 cm :וכן( l1 6 cm :אורכים ממוצעים). פתרון: 2 נצייר מעגל אנלוג חשמלי (למרות שאיננו יודעים את ההתנגדויות כי התלות לא ליניארית): 4 נתון 1ושטח החתך לכן ניתן למצוא את : B1 0.9 T 2 l1 l2 צריך לחשב את הזרם Iלקיום התנאי. 1 3 .6 1 0 4 W b : 3.6 10 0.02 1 A . B1 l I a R 1 R2 R1 F NI b מהגרף ניתן לראות כי. B1 0.9T H 1 150 A / m : נמצא את מפל המתח (הכח האלקטרו מניע) בחלק של . Fab H 1l1 150 0.06 9 A : l1אבל מתקיים גםFab H 2 l 2 9 A : (לפי חוק אמפר – מפל המתח על שני הקטעים שווה: לכן מקבלים: A 50 m Fab l2 H 2 l 2 0 H 1l1 H 2 l 2 H dl H l 1 1 כי אין שם זרם). . H 2 מכאן גם נמצא B 2 0.35T :לפי הנתונים מהגרף. השטף בחלק השני הוא. 2 B 2 A 1.4 10 4 W b : כדי למצוא את השטף הכללי נתייחס כמו ב KCL-רק שהפעם מבצעים אינטגרל על הנפח שממנו יוצאים שלושת השטפים (נצייר חיצים היוצאים מחוץ למסגרת העוטפת את החלק המהווה את הצומת). B da 0 : נקבל B A B1 A B 2 A 0 1 2 0 :ולכן. 5 10 4 W b : נקבל: 1 .2 5 T A B ואז מהגרף : A m H 5 0 0והזרם. FR H l 500 0.18 90 A : נקבל בסוף F FR Fab 99 A :והזרם הוא: 0 .3 3 A 99 300 F N . F IN I מש"ל. הערה :במצב זה ( )DCיש אנרגיה קבועה אגורה בליבה ,לכן הפסדי ברזל. PFE 0 : האנרגיה לא מתבזבזת היות והיא לא יוצאת אלא ע"י שינוי הזרם וב DC-אין לנו דבר כזה. כמו כן ,ראינו כי השטח הכלוא בגרף של עקומת ה B-H-בין העקומה ,ציר ה B-וישר אופקי המשמש כחסם עליון מתאר את האנרגיה ליח' נפח .ניתן להוכיח כי השטח שבין כל שתי נקודות מהנקודות הנתונות זהה. |7 המרת אנרגיה -סיכום ועריכה מאת שי ידרמן מעגלים מגנטיים ב:AC- במצב זה נוצר מתח מושרה. נזרים זרם סינוסואידאלי (כמובן )..וכתוצאה מכך נקבל שטף המשתנה בזמן ולפי חוק פראדיי: t . E d l t B d a ניצור לולאה סגורה ע"י כך שנלך על החוט לאורך הקפה אחת ובסיום ההקפה "נסגור" את הלולאה באוויר מהחוט הנוכחי כלפי זה שמתחתיו .מכיוון הזרם ניתן לראות את כיוון השדה החשמלי: d . למטה מלמעלה כאשר נתייחס לכל החוט נקבל כי השדה החשמלי הוא dt לכן השטף יתקדם בכיוון החץ המתואר. I מסקנה :קוטביות המתח היא כזו כפי שסומן אם מעלים אנרגיה והפוך אם מורידים אנרגיה. d המתח המושרה על הלולאות הוא: הקשר בין השטף לזרם הוא: .V N dt . F N I עבור מצב ליניארי אינו תלוי בשטף. 2 נציב ונקבל: d N I N dI dI L dt dt dt V Nכאשר - L :ההשראות. r נצייר את מעגל התמורה (זה הוא לא אנלוג אלא מעגל תמורה אמיתי!): 2 כאשר - r :התנגדות ליפופים L , N 2 L -השראות. N עד כאן הרצאה .3תאריך15.11.11 : מעגל תמורה של מעגל מגנטי המוזן ע"י הזנה בודדת: נתבונן במעגל התמורה המגנטי הבא המתקבל מליפוף של חוט בליבה: (זה הוא מעגל תמורה חלקי כי הוא לא מביא בחשבון דברים אחרים). r X L 2 N נזכור כי L : ראינו כי F NI :כאשר - :התנגדות מגנטית שקולה - ,שטף מגנטי דרך ענף מגנטי מוזן. מתח ההדקים הוא: הוא השראות הליבה ו r -הוא התנגדות הליפופים. dI dt L dI 2 N dt d .V N dt נדבר רק על עירור הרמוני ,לכן , t j :מבחינת גודל , t :אז נרשום V N :הנכון עבור הערך המוחלט. נציב שנית ונקבל . V L I X I :נזכור להוסיף 9 0 בין המתח והזרם ומשוואה זו נכונה תמיד. (בעבודה בתדר הרגיל – 5 0 H zמתקיים r X :ולכן ניתן להזניח אותו בפיתוח). הפסדי ברזל: ישנם 2סוגי הפסדי ברזל :הפסדי היסטרזיס והפסדי מערבולת. |8 המרת אנרגיה -סיכום ועריכה מאת שי ידרמן E הפסדי היסטרזיס: נזכור כי H I :ו , B V -לכן מקבלים את הפיתוח הבא: כאשר H 0 :יש לנו שיפוע שהוא( 1 :ראינו בעבר) וככל שנעלה נגיע לרוויה בגרף (כפי שראינו בעמ' )4בנקודה Aושם יש שיפוע 2לפי הנדרש בייצור. לאחר שנגיע לרוויה ,כאשר נוריד את הזרם נקבל כי קיימת עוצמה מגנטית כלשהי (הנקודה .)B אם נוריד את הזרם אף יותר (לתחום השלילי) נגיע למצב של איפוס Bוכן חלילה. נבדוק מה קורה מבחינת האנרגיה: תוספת האנרגיה לליבה בכל תזוזה היא . H d B :כאשר H d B 0 :הליבה מקבלת אנרגיה וכאשר H d B 0 :היא מחזירה אנרגיה. השטח שכלוא בין ישר אופקי הנמתח מהרוויה (הנקודה )Aלציר האנכי ,והעקומה הכתומה (תחילת התהליך) הוא חיובי כי Hחיובי וגם ( d Bכי עולים איתו ככל שמגדילים את .) Hלכן האנרגיה בשלב זה היא H d B 0 :והליבה מקבלת אנרגיה. כאשר נעים מהנקודה Aלנקודה Bמקבלים שטח שלילי כי dB 0אבל השטח הכולל קטן מהשטח ההתחלתי ולכן עדיין יש יותר אנרגיה בליבה מאשר מה שהיא נתנה .כשחוזרים על התהליך מקבלים כי השטח הכלוא בין הנקודות Bו C-והצירים שוב חיובי ולכן הליבה מקבלת עוד אנרגיה .כאשר מחשבים את השטח בין Cו D-וישר אופקי המחבר את Dעם הציר האנכי נקבל עוד שטח חיובי המתווסף לאנרגיה שהליבה מקבלת .בסוף ,כשנחשב את השטח הכלוא בין Dו E-ואותו הישר נקבל שטח שלילי ולכן הליבה מחזירה אנרגיה .כאשר נסיים את התהליך עד למחזור שלם (ז"א בין הנקודות Eל F-ובין Fל )A-נקבל כי הסכום לא התאפס והסכום שהליבה קיבלה גדול יותר מהסכום שהיא החזירה .לכן לא יכול להתקיים היסטרזיס הפוך למשל כי אז המשמעות תהיה שאנו מקבלים יותר 1 אנרגיה מאשר אנו משקיעים וזה לא ייתכן .סך השטח שקיבלנו מייצג את האנרגיה ליח' נפח במשך מחזור: .T f לכן מסיקים כי ההספק פרופורציוני לתדר. Ph ys f : באופן טיפוסי השטח הכלוא בהיסטרזיס קטן בהרבה משטח העבודה הדינאמית (המלבן בגבולות.) B m in , B m ax H m in , H m ax : לפי זה נוכל להגדיר את האחוז המנוצל: H dB 2 B m ax 2 H m ax hys כאשר - H dB :השטח הכלוא. hys 2 B m ax 2 H m ax Vvolum e כעת נוכל לקבל הספק f hys 4 B m ax H m ax A l : T מכיוון ש B m ax A m ax , H m ax l I m N :נקבל f hys 4 m ax I m ax N : היות ו- N d m ax dt I m ax N L נקבל: 1 L . Phys . Phys . Phys f hys 4 N 2 m2 ax המלבן הירוק הוא שטח העבודה הדינאמי. שטח זה קטן יותר מהשטח הכלוא בהיסטרזיס. 2V hys 2 הקשר בין מתח ההדקים לשטף הוא , V m ax N m ax :נציב ונקבל (לאחר צמצום): (עברנו ממתח מקסימלי לאפקטיבי) .נשתמש גם ב X L 2 fL -ונקבל: זו היא ההתנגדות של הפסדי הברזל! ההתנהגות N m ax L I m ax : fL 2 X 4 hys Phys כאשר. V m ax V 2 : fL 2 2 hys 2 Phys V m axהיא מדויקת אם אין הפסדי ברזל ,הנחנו שזה עדיין נכון אם הפסדי ההיסטרזיס קטנים. כעת נוכל לצייר את מעגל התמורה ,עם התחשבות בהפסדי ההיסטרזיס: 2 נשים לב כי ההספק תלוי ליניארית בתדר: 2 D ependency V r hys . Phys זה נכון אם אמפליטודת השטף היא קבועה ,ז"א הגבול H m in , H m ax לא משתנה. |9 V . r hys המרת אנרגיה -סיכום ועריכה מאת שי ידרמן r X L r h ys הפסדי מערבולת: d נסתכל על קטע מהליבה .כפי שראינו ,יש לנו שטף שמשתנה בזמן העובר דרכו. לכן - E dl 0 :יש לנו שדה לא משמר עבור מסלול שמחוץ לליבה ,אבל זה נכון dt r גם אם נבחר מסלול בתוך הליבה (המסלול הכחול באיור הסמוך). לברזל יש ולכן J E :וראינו כי הפסדי האנרגיה ליח' נפח הם J E :או. E : Edl a 2 גם כאן במקום לסבך נניח הנחה קווזי סטטית (ז"א נניח הנחות סטטיות למרות שמצב אינו בדיוק כך וזאת מכיוון שהשינויים קטנים). בהתאם לכך נוכל עדיין להניח כי . V N :מחוק גאוס נקבל: 2 נמצא את הספק המערבולת ליח' נפח: 2 V reddy 8N 2 lV 8N 2 2 r V a 2 a r dr 3 0 2 4N V a 2 2 a 2 2 a N . E 2 ננטגרל על כל הנפח ונקבל את ההספק הכללי: 2 2 l 2 r E 2 r ולכן: r V 2 a E rdr 2 4N E dv 2 l 2 . Peddy 0 2 בסוף: l . reddy נקבל כי בפרמטרים "רגילים" מתקבל מבחינת סדרי גודל מקבלים. red d y X : עד כאן הרצאה .4תאריך22.11.11 : | 10 .E המרת אנרגיה -סיכום ועריכה מאת שי ידרמן