vector de momento dipolar de solenoide con núcleo

Ya he encontrado información útil sobre cómo calcular el vector de momento dipolar magnético metro de un solenoide con núcleo ferromagnético.

Al sumar el vector de momento del núcleo y el vector de momento del solenoide, el resultado es

metro t o t a yo = metro C o r mi + metro s o yo mi norte o i d = norte I ( m m 0 1 ) A + norte I A
con norte siendo el número de vueltas del solenoide, I la corriente que fluye a través del solenoide, A el área de la sección transversal del solenoide, m la permeabilidad del material ferromagnético del núcleo y m 0 la constante de permeabilidad.

Esta ecuación ignora por completo la histéresis del núcleo. Si la corriente del solenoide se corta ( I = 0 ) el vector de momento magnético es 0.0. El campo B remanente dentro del núcleo puede ser muy pequeño, pero sigue siendo > 0 y por lo tanto el vector de momento magnético también debe ser > 0 .

Creo que el vector de momento del núcleo se puede reescribir como

metro C o r mi = 2 π r 3 B m 0
con B siendo la densidad de flujo magnético del núcleo.

Usando un modelo de histéresis (modelo preisach; ya implementado) un algoritmo para calcular el vector de momento magnético podría ser:

En cada punto de tiempo calcular:

  1. intensidad del campo magnético del solenoide
    H = I norte yo
    con yo siendo la longitud del solenoide
  2. Utilice este calculado H como entrada de campo externo en el modelo de histéresis y obtener el resultado interno B
  3. Usando la segunda ecuación para el vector momento del núcleo, aplicando el resultado del modelo de histéresis ( B dentro del núcleo) y poniendo r = yo C o r mi como la longitud del núcleo se obtiene el vector momento metro C o r mi
  4. sume el vector de momento del núcleo y el vector de momento del solenoide para obtener el metro t o t a yo

Mis preguntas son:

  1. ¿Se puede representar el estado magnetizado del núcleo como metro C o r mi = 2 π r 3 B m 0 ?
  2. ¿Alguien puede verificar que el algoritmo mencionado anteriormente daría una representación más realista de un solenoide con núcleo ferromagnético en comparación con las suposiciones de que el núcleo se comporta linealmente con la corriente?

Respuestas (1)

Sólo puedo dar una respuesta parcial.

Cuando la corriente en el solenoide es cero, el campo H es cero. Como

B = m 0 ( H + METRO ) ,
dónde METRO es la magnetización, entonces METRO = B / m 0 .

Como la magnetización es un momento dipolar por unidad de volumen, entonces el momento magnético total del núcleo sería metro C o r mi = ( yo C o r mi A / m 0 ) B .

En cuanto al algoritmo, no sigo el paso 3. En general, el momento dipolar del núcleo será metro C o r mi = yo C o r mi A METRO , dónde METRO es una función del campo H aplicado y su historial. es decir METRO = B / m 0 H , donde supongo que su campo B proviene del modelo de Preisach.

La entrada en el modelo preisach es la intensidad del campo externo H y el resultado es la densidad de flujo interno B . Con m r = B H tenemos una división por cero si la H externa es cero.
@alaeX Sí, mala elección para mi última oración. m r m 0 B / H si el material tiene una magnetización permanente o incluso temporal cuando no hay campo H.