الدائرة المغناطيسية المتوازية Parallel Magnetic Circuit

أساسيات الدائرة المغناطيسية:

يُعرف المسار المغلق الذي يتبعه التدفق المغناطيسي بالدائرة المغناطيسية. في الدائرة المغناطيسية، يبدأ التدفق من نقطة واحدة وينتهي عند نفس النقطة. تتكون الدائرة المغناطيسية عادةً من مواد مغناطيسية ذات نفاذية عالية مثل الحديد والصلب اللين وما إلى ذلك لأنّها توفر معارضة صغيرة للتدفق المغناطيسي. عادةً ما ينتج التدفق المغناطيسي بواسطة تيار كهربائي من خلال ملف لولبي “به عدد كبير من الدورات”. هناك ثلاثة أنواع من الدوائر المغناطيسية:

• الدائرة المغناطيسية المتسلسلة (Series Magnetic Circuit).

• الدائرة المغناطيسية المتوازية (Parallel Magnetic Circuit).

• الدوائر المغناطيسية المتوازية – المتسلسلة (Series-parallel Magnetic Circuits).

تعريف الدائرة المغناطيسية المتوازية:

التعريف: الدائرة المغناطيسية المتوازية هي الدائرة المغناطيسية التي تحتوي على مسارين أو أكثر من مسارين للتدفق المغناطيسي. يمكن مقارنة خصائصها وسلوكها بالدائرة الكهربائية المتوازية. تحتوي الدائرة المغناطيسية المتوازية على مناطق ذات أبعاد مختلفة ومواد لها أعداد مختلفة من المسارات.

معادلة الدائرة المغناطيسية المتوازية:

معادلة التدفق المغناطيسي للدائرة المغناطيسية المتوازية:

لشرح الدائرة المغناطيسية المتوازية، في هذه الدائرة، يتم لف ملف يحمل تيارًا على الطرف المركزي (AB). يقوم هذا الملف بإعداد التدفق المغناطيسي (φ₁) في الطرف المركزي للدائرة. ينقسم التدفق (φ₁) الموجود في الاتجاه التصاعدي إلى مسارين هما (ADCB) و(AFEB). يحمل المسار (ADCB) التدفق المغناطيسي (φ₂)، ويحمل المسار (AFEB) التدفق المغناطيسي (φ₃)، الآن معادلة التدفق المغناطيسي تصبح:

φ₁ = φ₂ + φ₃

معادلة الممانعة في الدائرة المغناطيسية المتوازية:

على الرغم من أنّ الدائرة المغناطيسية متشابهة في العديد من الجوانب مع الدائرة الكهربائية، إلّا أنّ حسابات الدوائر المغناطيسية تكون عمومًا أكثر تعقيدًا بسبب التسرب المغناطيسي وبسبب عدم خطية المواد المغناطيسية. تعبر المعادلات التالية عن العلاقة بين التدفق المغناطيسي و(mmf) في دائرة مغناطيسية ذات مقطع عرضي موحد والطول (l). في هذه المعادلة، تُعرف الكمية (l / μA) باسم النفاذية (P)، وهي مقلوب للمقاومة (R).

يشكل المساران المغناطيسيان الموجودان في الدائرة المغناطيسية (ADCB) و(AFEB) “الدائرة المغناطيسية المتوازية”، وبالتالي، فإنّ دورات الأمبير (AT) المطلوبة لهذه الدائرة المتوازية تساوي دورات الأمبير (AT) المطلوبة لأي من هذه المسارات.

كما نعلم، فإنّ الممانعة هي:

S = l /a₁ μ₀ μ_r1 

إذا كانت (S₁) = ممانعة المسار (BA) سيكون:

S₁ = l₁ / a₁ μ₀ μ_r1

وإذا كانت (S₂) = ممانعة المسار (ADCB) سيكون:

S₂ = l₂ / a₂ μ₀ μ_r2

وإذا كانت (S₃) = ممانعة المسار (AFEB) سيكون:

S₃ = l₃ / a₃ μ₀ μ_r3

لذلك، سيكون إجمالي القوة الدافعة المغناطيسية (MMF) أو إجمالي دورات الأمبير المطلوبة في الدائرة المغناطيسية المتوازية هو مجموع كل المسارات المتوازية الفردية:

إجمالي (mmf) المطلوب = (mmf) مطلوب للمسار (BA) + (mmf) المطلوب للمسار (ADCB) + (mmf) المطلوب للمسار (AFEB).

Total MMF or Ampere turns = φ₁ S₁ + φ₂ S₂ + φ₃S₃

حيث: (φ₁،φ₂ ،φ₃) هو التدفق المغناطيسي و(S₁ و S₂ و S₃) هي ممانعة المسار المتوازي (BA و ADCB و AFEB) على التوالي.

المنطق الذي ينطبق على الدائرة المغناطيسية المتسلسلة ينطبق أيضًا على الدائرة المغناطيسية المتوازية وللحسابات الدقيقة، يتم حساب التدفقات في الفروع المتوازية المختلفة لقيمة معينة من (mmf) باستخدام منحنيات التمغنط.

إذا كان الحديد غير مشبع وكانت هناك فجوات هوائية بالتوازي مع مثل هذه الأطوال بحيث تكون ممانعة الحديد ضئيلة، فإنّ نفاذية الدائرة المغناطيسية، وهي عبارة عن متبادل للمقاومة، هي مجموع نفاذية فجوات الهواء المختلفة المقدمة هذا التسرب لا يكاد يذكر. عندما يكون التسرب ملموسًا، يجب إضافة نفاذية مسارات التسرب إلى تلك الموجودة في فجوات الهواء للحصول على النفاذية الكلية.