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Circuito magnetico

Che cos'è un circuito magnetico?

Vuoi sapere che cos'è un circuito magnetico?

Vuoi sapere da quali parti è costituito un circuito magnetico?

Se si continua con la lettura dell'articolo. In questa pagina del sito vedremo infatti che cos'è un circuito mgnetico e cosa lo caratterizza.

Nelle macchine elettromagnetiche, negli strumenti elettrici di misura, nei relè e in molte altre apparecchiature un campo magnetico viene generato con mezzi adatti in un volume occupato in prevalenza da materiali ferromagnetici, quali ferro o sue leghe.

Il flusso magnetico che viene generato rimane praticamente confinato in tali materiali, grazie all'elevato rapporto tra la loro permeabilità e quella dell'aria (o in generale dei materiali non magnetici), analogamente a quanto avviene per la corrente elettrica che rimane confinata nei conduttori metallici.

In forza di questa analogia, alle strutture prevalentemente di materiale magnetico costruite allo scopo di produrre campi magnetici viene dato il nome di circuiti magnetici.

Un circuito magnetico è sede di un flusso magnetico, il quale è generato da un sistema di forze magnetomotrici (f.m.m.) dovute alle correnti elettriche che percorrono gli avvolgimenti di eccitazione concatenati con il flusso magnetico stesso.

Supponendo, per semplicità, che la f.m.m. sia generata mediante un solo avvolgimento, il valore di essa è uguale al prodotto della corrente che percorre l'avvolgimento stesso per il numero delle sue spire; da questo fatto è derivato, in passato, l'uso di misurare la f.m.m. in "ampere-spire", mentre - nel Sistema Internazionale - la sua unità di misura è l'ampere (A).

Un esempio di circuito magnetico è rappresentato nella figura seguente: un nucleo di ferro chiuso su se stesso porta un avvolgimento di N spire percorso dalla corrente I.

Circuito magnetico

Schema di un circuito magnetico: la totale f.m.m. NI fornita dalla bobina deve uguagliare la somma delle cadute di potenziale magnetico lungo il percorso del flusso Φ.

Lo studio dei circuiti magnetici conduce a determinare la f.m.m. necessaria a produrre flussi Φ assegnati o viceversa.

A questo scopo ci si vale della relazione che, per analogia con la legge valida per i circuiti elettrici, prende il nome di equazione di Ohm per i circuiti magnetici.

In un tronco di materiale magnetico di sezione uniforme come la colonna di destra del circuito magnetico della figura precedente, la caduta di potenziale magnetico ΔVm, ha il seguente valore:

ΔVm = R · Φ

in cui R è la riluttanza del tronco data da:

riluttanza

nella quale:

  • l è la lunghezza;
  • S l'area della sezione del tronco;
  • μ la permeabilità assoluta del materiale.

L'inverso della riluttanza viene chiamato permeanza e si misura in henry.

Per i calcoli è spesso più comodo fare riferimento alla densità di flusso (induzione magnetica) B = Φ/A e alle cadute di potenziale magnetico per unità di lunghezza (intensità di campo) H = ΔVm/l, perché le proprietà dei materiali sono generalmente rappresentate dalla relazione tra B e H (curve di magnetizzazione).

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