RELUKTANSI MAGNETIK: SATUAN, RUMUS, PERHITUNGAN, CONTOH - FISIK - 2025

The keengganan magnetik atau resistensi magnetik adalah sarana oposisi hadiah berlalunya fluks magnetik: keengganan yang lebih besar lebih sulit untuk membangun fluks magnetik. Dalam rangkaian magnet, keengganan memiliki peran yang sama dengan hambatan listrik dalam rangkaian listrik.

Kumparan yang dibawa oleh arus listrik adalah contoh rangkaian magnet yang sangat sederhana. Berkat arus, fluks magnet dihasilkan yang bergantung pada pengaturan geometris kumparan dan juga pada intensitas arus yang mengalir melaluinya.

Gambar 1. Keengganan magnet merupakan karakteristik rangkaian magnet seperti transformator. Sumber: Pixabay.

Rumus dan Satuan

Menandakan fluks magnet sebagai Φ _m , kita memiliki:

Dimana:

-N adalah jumlah lilitan kumparan.

- Intensitas arus adalah i.

-ℓ _c melambangkan panjang sirkuit.

- A _c adalah luas penampang.

-μ adalah permeabilitas media.

Faktor dalam penyebut yang menggabungkan geometri ditambah pengaruh medium tepatnya adalah keengganan magnet dari rangkaian, besaran skalar yang dilambangkan dengan huruf ℜ, untuk membedakannya dari hambatan listrik. Begitu:

Dalam Sistem Satuan Internasional (SI) ℜ diukur sebagai kebalikan dari henry (dikalikan dengan jumlah putaran N). Pada gilirannya, Henry adalah satuan induktansi magnetis, setara dengan 1 tesla (T) x meter persegi / ampere. Jadi:

1 H ^-1 = 1 A / Tm ²

Karena 1 Tm ² = 1 weber (Wb), keengganan juga dinyatakan dalam A / Wb (ampere / weber atau lebih sering ampere-turn / weber).

Bagaimana keengganan magnet dihitung?

Karena keengganan magnet memiliki peran yang sama dengan hambatan listrik dalam rangkaian magnet, dimungkinkan untuk memperpanjang analogi tersebut dengan ekuivalen hukum Ohm V = IR untuk rangkaian ini.

Meskipun tidak bersirkulasi dengan baik, fluks magnet Φ _m menggantikan arus, sedangkan alih-alih tegangan V, tegangan magnet atau gaya magnetomotive didefinisikan, analog dengan gaya gerak listrik atau ggl dalam rangkaian listrik.

Gaya gerak magnet bertanggung jawab untuk menjaga fluks magnet. Ini disingkat fmm dan dilambangkan sebagai ℱ. Dengan itu, kami akhirnya memiliki persamaan yang menghubungkan ketiga kuantitas:

Dan dibandingkan dengan persamaan Φ _m = Ni / (ℓ _c / μA _c ), disimpulkan bahwa:

Dengan cara ini, keengganan dapat dihitung dengan mengetahui geometri rangkaian dan permeabilitas medianya, atau juga mengetahui fluks magnet dan tegangan magnet, berkat persamaan terakhir ini, yang disebut hukum Hopkinson.

Beda dengan hambatan listrik

Persamaan keengganan magnet ℜ = ℓ _c / μA _c mirip dengan R = L / σA untuk hambatan listrik. Yang terakhir, σ mewakili konduktivitas material, L adalah panjang kawat dan A adalah luas penampang.

Ketiga besaran ini: σ, L dan A konstan. Akan tetapi, permeabilitas medium μ secara umum tidak konstan, sehingga keengganan magnet suatu rangkaian juga tidak konstan, tidak seperti simile listriknya.

Jika ada perubahan medium, misalnya saat berpindah dari udara ke besi atau sebaliknya, ada perubahan permeabilitas, dengan konsekuensi variasi keengganan. Dan juga bahan magnet melalui siklus histeresis.

Ini berarti bahwa penerapan medan eksternal menyebabkan material menahan sebagian magnet, bahkan setelah medan tersebut dilepas.

Untuk alasan ini, setiap kali keengganan magnet dihitung, perlu untuk dengan hati-hati menentukan di mana material berada dalam siklus dan dengan demikian mengetahui magnetisasinya.

Contoh

Meskipun keengganan sangat tergantung pada geometri rangkaian, itu juga tergantung pada permeabilitas medium. Semakin tinggi nilai ini, semakin rendah keengganan; seperti halnya bahan feromagnetik. Sebaliknya, udara memiliki permeabilitas yang rendah sehingga keengganan magnetisnya lebih tinggi.

Solenoida

Solenoida adalah belitan dengan panjang ℓ yang dibuat dengan lilitan N, yang dilalui oleh arus listrik I. Lilitan tersebut umumnya dililitkan secara melingkar.

Di dalamnya, medan magnet yang intens dan seragam dihasilkan, sedangkan di luar medan menjadi mendekati nol.

Gambar 2. Medan magnet di dalam solenoida. Sumber: Wikimedia Commons. Rajiv1840478.

Jika belitan diberi bentuk melingkar, ia memiliki torus. Di dalamnya mungkin ada udara, tetapi jika inti besi ditempatkan, fluks magnetnya jauh lebih tinggi, berkat permeabilitas yang tinggi dari mineral ini.

Luka koil pada inti besi persegi panjang

Sirkuit magnet dapat dibangun dengan cara melilitkan kumparan pada inti besi persegi panjang. Dengan cara ini, ketika arus dilewatkan melalui kawat, dimungkinkan untuk membentuk fluks medan yang kuat yang dibatasi dalam inti besi, seperti yang ditunjukkan pada gambar 3.

Keengganan tergantung pada panjang sirkuit dan luas penampang yang ditunjukkan pada gambar. Sirkuit yang ditunjukkan homogen, karena inti terbuat dari satu bahan dan penampang tetap seragam.

Gambar 3. Sirkuit magnetis sederhana yang terdiri dari lilitan kumparan pada inti besi berbentuk persegi panjang. Sumber gambar kiri: Wikimedia Commons. Sering

Latihan terselesaikan

- Latihan 1

Temukan keengganan magnet dari solenoida bujursangkar dengan 2000 putaran, dengan mengetahui bahwa ketika arus 5 A mengalir melaluinya, fluks magnetis sebesar 8 mWb dihasilkan.

Larutan

Persamaan ℱ = Ni digunakan untuk menghitung tegangan magnet, karena tersedia intensitas arus dan jumlah lilitan pada kumparan. Itu hanya berkembang biak:

Kemudian gunakan dibuat dari ℱ = Φ _m . ℜ, berhati-hatilah dalam menyatakan fluks magnet dalam weber (awalan "m" berarti "mili", jadi dikalikan dengan 10 ^-3 :

Sekarang keengganan dibersihkan dan nilainya diganti:

- Latihan 2

Hitung keengganan magnet dari rangkaian yang ditunjukkan pada gambar dengan dimensi yang ditunjukkan dalam sentimeter. Permeabilitas inti adalah μ = 0,005655 T · m / A dan luas penampang konstan, 25 cm ² .

Gambar 4. Contoh rangkaian magnet 2. Sumber: F. Zapata.

Larutan

Kami akan menerapkan rumus:

Permeabilitas dan luas penampang tersedia sebagai data dalam pernyataan tersebut. Tetap mencari panjang sirkuit, yang merupakan keliling persegi panjang merah pada gambar.

Untuk melakukan ini, panjang sisi horizontal dirata-ratakan, dengan menambahkan panjang yang lebih besar dan panjang yang lebih pendek: (55 +25 cm) / 2 = 40 cm. Kemudian lanjutkan dengan cara yang sama untuk sisi vertikal: (60 +30 cm) / 2 = 45 cm.

Akhirnya panjang rata-rata keempat sisi ditambahkan:

Kurangi nilai pengganti dalam rumus keengganan, bukan tanpa terlebih dahulu menyatakan panjang dan luas penampang - diberikan dalam pernyataan - dalam satuan SI:

Referensi

1. Alemán, M. inti feromagnetik. Dipulihkan dari: youtube.com.
2. Sirkuit magnetis dan keengganan. Diperoleh dari: mse.ndhu.edu.tw.
3. Spinadel, E. 1982. Sirkuit listrik dan magnet. Perpustakaan Baru.
4. Wikipedia. Gaya gerak magnet. Diperoleh dari: es.wikipedia.org.
5. Wikipedia. Keengganan Magnetik. Diperoleh dari: es.wikipedia.org.