Przelicznik siły magnetomotorycznej
Przeliczaj siłę magnetomotoryczną między amperozwojami, kiloamperozwojami, miliamperozwojami i gilbertami. Wpisz wartość MMF, a następnie wybierz jednostkę źródłową i docelową.
Przeliczaj siłę magnetomotoryczną między jednostkami
Wzór na przeliczanie siły magnetomotorycznej
Gdzie:
- \(F_{\mathrm{from}}\) — wprowadzona siła magnetomotoryczna (MMF).
- \(F_{\mathrm{to}}\) — siła magnetomotoryczna wyrażona w wybranej jednostce docelowej.
- \(f_{\mathrm{from}}\) i \(f_{\mathrm{to}}\) — współczynniki przeliczania każdej jednostki na amperozwoje (A·turn).
Kalkulator najpierw wyraża wprowadzoną wartość w amperozwojach, a następnie dzieli ją przez współczynnik jednostki docelowej. Używa współczynników: 1 dla A·turn, 1000 dla kA·turn, 0,001 dla mA·turn oraz 0,7957747 dla gilberta.
Siła magnetomotoryczna — przykład obliczenia
Przykład: przelicz domyślną wartość 100 A·turn na gilberty (Gb).
\[100\ \mathrm{A\cdot turn}\times\frac{1}{0.7957747}\approx125.66371\ \mathrm{Gb}\]
Wynik: 100 A·turn to około 125,66371 Gb.
Jak korzystać z kalkulatora
- Wpisz wartość do przeliczenia w polu Wartość MMF. Wartość domyślna to 100, a pole przyjmuje wartości nieujemne.
- Wybierz jednostkę tej wartości w polu Jednostka źródłowa. Domyślnie jest to amperozwój (A·turn).
- Wybierz jednostkę docelową w polu Jednostka docelowa. Domyślnie jest to gilbert (Gb).
- Odczytaj wynik w polu Przeliczona wartość MMF. Liczba i jednostka docelowa wyświetlane są razem.
Możesz też wybrać tę samą jednostkę w obu menu, aby pozostawić wartość liczbową bez zmian. Aby odwrócić przeliczenie, zamień wybory w polach Jednostka źródłowa i Jednostka docelowa.
Czym jest siła magnetomotoryczna
Siła magnetomotoryczna to wielkość, która „napędza” strumień magnetyczny w obwodzie magnetycznym. Pełni rolę podobną do napięcia w obwodzie elektrycznym, ale nie jest siłą mechaniczną wyrażaną w niutonach. W cewce MMF to iloczyn prądu i liczby zwojów: \(\mathcal{F}=NI\), gdzie \(N\) to liczba zwojów, a \(I\) to prąd w amperach. Cewka o 100 zwojach przewodząca prąd 1 A wytwarza zatem MMF równą 100 A·turn.
MMF jest przydatna przy analizie transformatorów, elektromagnesów, silników, prądnic i rdzeni magnetycznych. Pozwala powiązać wzbudzenie uzwojenia ze strumieniem, jaki może powstać w torze magnetycznym. Związek ten zależy także od geometrii i materiału toru: sama znajomość MMF nie wyznacza strumienia ani indukcji magnetycznej. Dla tych wielkości użyj przelicznika Strumień magnetyczny lub Indukcja magnetyczna, gdy potrzebujesz zmienić ich jednostki.
Przeliczenie zmienia tylko jednostkę, w której wyrażona jest MMF; nie zmienia samego wzbudzenia. Amperozwój to zwykłe wyrażenie w obliczeniach magnetycznych opartych na SI. Gilbert należy do elektromagnetycznego układu CGS i może pojawiać się w starszych opracowaniach lub specyfikacjach. Sprawdź układ jednostek w każdym równaniu, zanim podstawisz przeliczoną wartość.
Obsługiwane jednostki i współczynniki przeliczania
Każdy poniższy współczynnik podaje, ile amperozwojów odpowiada jednej jednostce. Pomnóż wartość przez jej współczynnik, aby wyrazić ją w A·turn; podziel wartość w A·turn przez współczynnik, aby wyrazić ją w tej jednostce.
| Jednostka | Symbol | Wartość w A·turn |
|---|---|---|
| Amperozwój | A·turn | 1 |
| Kiloamperozwój | kA·turn | 1000 |
| Miliamperozwój | mA·turn | 0,001 |
| Gilbert | Gb | W przybliżeniu 0,7957747 |
Na przykład 1 kA·turn równa się 1000 A·turn, a 1 A·turn równa się 1000 mA·turn. Współczynnik dla gilberta jest przybliżony; użycie dokładniejszego współczynnika może dać nieco inny wynik końcowy.
Założenia i wskazówki praktyczne
Przelicznik traktuje liczbę wpisaną w polu Wartość MMF jako znaną już siłę magnetomotoryczną. Nie oblicza MMF na podstawie prądu cewki i liczby zwojów, ani nie uwzględnia kształtu, długości ani przenikalności toru magnetycznego. Jeśli wychodzisz od parametrów uzwojenia, najpierw oblicz \(NI\); przelicznik Natężenie prądu elektrycznego pomoże wyrazić prąd w amperach.
Wyświetlany wynik jest zaokrąglany do ośmiu miejsc po przecinku. Jeśli pracujesz z bardzo małą wartością, sprawdź, czy zaokrąglenie nie ukrywa istotnych cyfr, zanim użyjesz wyświetlanej liczby w dalszych obliczeniach. W pracy z obwodami magnetycznymi utrzymuj rozróżnienie między MMF a strumieniem magnetycznym, indukcją magnetyczną i przenikalnością magnetyczną: opisują one powiązane, ale różne właściwości i nie można ich zamieniać przeliczeniem jednostek.
Najczęściej zadawane pytania
Jak obliczyć prąd potrzebny do uzyskania zadanej siły magnetomotorycznej?
Podziel docelową MMF wyrażoną w amperozwojach przez liczbę zwojów cewki: \(I=\mathcal{F}/N\). Na przykład cewka o 250 zwojach potrzebuje 0,4 A, aby wytworzyć 100 A·turn. Daje to prąd uzwojenia, a nie gwarancję konkretnego strumienia magnetycznego; znaczenie ma także rdzeń i ewentualna szczelina powietrzna.
Jaka wartość siły magnetomotorycznej jest normalna lub dobra?
Nie ma uniwersalnej dobrej wartości MMF. Potrzebne wzbudzenie zależy od toru magnetycznego, materiału, szczelin powietrznych i pożądanego strumienia. Wartość odpowiednia dla małego czujnika może być niewystarczająca dla elektromagnesu. Jeśli projektujesz urządzenie, opieraj się na wymaganiami jego obwodu magnetycznego i sprawdzaj ograniczenia praktyczne, takie jak nagrzewanie uzwojenia i nasycenie rdzenia.
Jaka jest zależność między siłą magnetomotoryczną a natężeniem pola magnetycznego?
MMF wiąże się z natężeniem pola magnetycznego \(H\) przez prawo Ampère’a: \(\oint H\,\mathrm{d}l=NI\). Jeśli \(H\) jest w przybliżeniu jednorodne wzdłuż toru o długości \(l\), to \(H\approx NI/l\), w amperach na metr. W rdzeniu ze szczeliną powietrzną natężenie pola różni się na ogół między rdzeniem a szczeliną, więc dzielenie przez jedną długość może wprowadzać w błąd.
Jak obliczyć MMF, gdy rdzeń ma więcej niż jedno uzwojenie?
Dodaj amperozwoje poszczególnych uzwojeń ze znakami odzwierciedlającymi ich kierunki: \(\mathcal{F}_{\mathrm{net}}=N_1I_1+N_2I_2+\cdots\). Uzwojenia napędzające strumień wzdłuż wybranej ścieżki w przeciwnych kierunkach odejmują się. Na przykład 200 A·turn w jednym kierunku i 50 A·turn w przeciwnym dają wypadkowe 150 A·turn. Ustal kierunek odniesienia, zanim przypiszesz znaki.
Czy siła magnetomotoryczna może być ujemna lub zmieniać się przy prądzie przemiennym?
Tak. Ujemna MMF oznacza wzbudzenie przeciwne do wybranego kierunku odniesienia; wzbudzenie przemienne zmienia w czasie wartość i kierunek. Dla cewki prąd skuteczny RMS daje MMF skuteczną RMS, a prąd szczytowy daje MMF szczytową. Nie mieszaj tych wartości: dla przebiegu sinusoidalnego MMF szczytowa jest \(\sqrt{2}\) razy większa od MMF skutecznej RMS. Ten przelicznik przyjmuje wartości nieujemne, więc przeliczaj wartość bezwzględną niezależnie od jej kierunku.
Czy gilbert to to samo, co gauss?
Nie. Gilbert mierzy siłę magnetomotoryczną w układzie CGS, natomiast gauss mierzy indukcję magnetyczną. Nie można ich bezpośrednio przeliczać, ponieważ opisują różne wielkości. Ponadto symbol „Gb” oznacza tu gilberta; czytając starsze specyfikacje magnetyczne, sprawdzaj wielkość i otaczający układ jednostek, aby nie pomylić jednostek o podobnych skrótach.
Dlaczego moje przeliczenie na gilberty może nieznacznie różnić się od innego źródła?
Różne wyniki często wynikają z zaokrąglenia współczynnika przeliczania gilberta. Dokładniejsza zależność to \(1\ \mathrm{Gb}=10/(4\pi)\ \mathrm{A\cdot turn}\), czyli około 0,7957747155 A·turn. Ten kalkulator używa wartości 0,7957747 i zaokrągla wynik do ośmiu miejsc po przecinku. Drobne różnice są więc oczekiwane, zwłaszcza przy przeliczaniu dużych wartości lub porównywaniu wielu miejsc po przecinku.