¿La dependencia del cálculo de la intensidad de campo del solenoide del ancho / diámetro de la bobina?

Te estás embarcando en un problema complejo para el cual se desarrolló fea. La bobina sola no dará un resultado preciso. Debe describirse todo el recorrido del circuito magnético (bucle). En breve; debe encontrar la longitud total del hierro, el área del hierro, el área de la separación de aire y la longitud del espacio, una ecuación que describa H vs. B del hierro y los giros de la bobina. Luego, calcule el total de amp-giros en el circuito magnético comenzando con un valor arbitrario para el flujo. Si los totales de caída de NI son más altos que la bobina NI, disminuya el flujo (pueden requerirse muchas iteraciones). Cuando se encuentre el verdadero valor de flujo, calcule la energía del espacio de aire (el espacio de aire NI x flujo / 2). Ahora debe girar ligeramente la armadura, lo que cambia el área de superposición del espacio de aire y computarlo todo de nuevo. La diferencia en la energía del espacio de aire para las dos condiciones es la energía de rotación (par de torsión x ángulo radial). Resolver por torque.

La pregunta del 8 de abril deduce que estás calculando la bobina para un d.c. sin escobillas. motor. El campo de la bobina no se puede calcular independientemente del resto del motor. Un espacio de aire es donde el flujo se transfiere entre el polo de la bobina y la armadura. Por lo general, es sólo alrededor de 0,2 mm de ancho. En los cálculos, la armadura se gira aproximadamente 1-2 grados para encontrar dos valores relacionados de la energía del espacio de aire para calcular el par. Al hacer todos los cálculos, también encontrarás a B y H.

Tienes un agujero en el conocimiento básico. Ese agujero te impulsa a preguntar inexistente.

La intensidad del campo magnético o la densidad de flujo de un devanado no es un número, es un campo vectorial espacial complejo, cada punto en el espacio tiene su propia dirección y fuerza vectorial que no se pueden escribir con ninguna fórmula lista para usar, solo es posible calcularlos numéricamente.

Si existe hierro en alguna parte, afecta al campo. ¿Cuánto cuesta? Es solucionable solo numéricamente. Solo en algunos casos especiales, el efecto del Hierro se puede expresar con fórmulas.

Calcule numéricamente = para resolver las ecuaciones diferenciales de campo en una geometría dada al dividir el espacio, los cables y el hierro posible en partes lo suficientemente pequeñas y aproximar las derivadas. El análisis de elementos finitos (FEA) es el nombre general de los métodos de cálculo numérico práctico.

Hay algunas fórmulas utilizables bien conocidas para las inductancias de algunas bobinas simples. El siguiente enlace apunta a uno para solenoides cortos ajustados, tan apretado que el devanado es más un bucle de alambre de múltiples vueltas sin longitud axial:

enlace

La inductancia es el flujo magnético total de una bobina dividida por la corriente. La inductancia es un número único = > No tiene datos del campo vectorial magnético. Y la fórmula está bien solo en dos casos:

• el espacio está totalmente libre de hierro o
• el espacio está lleno de hierro.

Si hay un trozo de hierro acechando en alguna parte, la inductancia es más que si el espacio no tuviera hierro, pero menos que si el espacio estuviera lleno de hierro. No hay más información disponible.

La inductancia sigue siendo útil. Puede calcular dos límites para ello y puede medir la inductancia si hay una pieza sustancial de hierro en alguna parte.

¿Por qué útil? La energía del campo magnético es 0,5 * L * I ^ 2 donde L = la inductancia e I es la corriente de la bobina. La fuerza magnética de una pieza de hierro tiene la dirección hacia donde debe moverse la pieza para aumentar la inductancia tanto como sea posible por milímetro movido. La fuerza se puede calcular como gradiente vectorial de la energía total del campo frente a la colocación de la pieza de hierro.

En la práctica, mida la inductancia antes y después de mover la pieza de hierro una distancia corta. Calcule las energías de campo después de tener las inductancias (suponga algo de corriente práctica). Luego divide la diferencia de energía por la distancia de movimiento. Esa es tu fuerza. El par de rotación es la diferencia de energía dividida por un pequeño ángulo de rotación (radianes).

En los motores y otros sistemas donde se mueve la plancha, no puede calcular la corriente como la tensión / resistencia de suministro aplicada. La tensión inducida disminuye la tensión total. Consulte la teoría del motor eléctrico para obtener fórmulas de par exacto.