감자를 받지 않는 경우
일반적으로 자기회로의 계산은 복잡하고 곤란하므로 근사적인 방법에 의하지 않으면 안된다. 단체 자석의 Pc를 구하는 방법을 앞에서 설명했지만 일반적으로 계철 등을 사용한 자석의 자력을 유효하게 사용한다. 이 경우의 Pc는 다음의 계산식에 의해 근사적으로 구할 수 있다.
Pc = B / H = (Lm Ag σ) / (Lg Am f) ---①
Lm : Magnet 길이 Am : Magnet 단면적
Lg : 자속에 평행한 공극의 길이
Ag : 자속에 직각인 공극의 면적
σ : 누설계수(leakage계수)
f : 접착계수(reluctance계수
기자력이 공극 이외에서 소비되므로 보정계수로 계철이 나쁘거나 접합불량의 경우에 이 숫자가 커지게 된다. Pc에 의한 동작점의 자속밀도 Bd를 구하면 공극부의 자속밀도는 다음의 계산식에 의해 구해진다
Bg = ( Bd Am ) / ( Ag σ ) --- ②
Bg : 공극부 자속밀도
Bd:동작점의 자속밀도
감자를 받지 않는 경우
기본적인 것으로 그림2A 및 2B와 같은 자기회로를 생각하자. 중간식을 생략하면 자석의 길이는 다음과 같다.
Lm=(Bg Lg f) / Hd (①, ②로부터)
Bg : 필요한 공극자속밀도(G)
Hd : 동작점에서의 감자계의 강도(Oe)
Magnet를 경제적으로 사용하기 위해 (BH)max 점에서의 H를 구하면 좋다.
Magnet의 단면적은 다음과 같이 구한다.
Am=(Ag Bg σ) / Bd
Bd : 동작점에서의 자속밀도(G)
Magnet를 경제적으로 사용하기 위해 (BH)max 점에서의 B를 구하면 좋다
따라서 자석의 체적은 Lm Am=(Bg2 Lg Ag f σ) / (Bd Hd)로부터 구해진 BdHd가 최적일 때 결국 (BH)max점에서 설계되면, 자석의 체적을 최소화하는 것이 가능하다.
문제는 f와 σ를 결정하는 것이다. f는 보통 1.2∼1.5의 범위이고 그만큼 큰 변화는 없지만, σ는 약 1.7∼10의 사이에서 변화의 폭이 크다. 정확한 값은 실측에 의하지 않으면 안되지만 실제로는 간편한 근사적 방법에 의해 누설계수를 계산한다.
자기회로는 일반적으로 기자력을 만드는 부분과 자속이 통하기 쉬운 York 부분, 더욱이 자속이 통하기 어려운 공극으로부터 만들어지며 마치 전기회로가 기전력을 만드는 전지와 전류가 통하기 쉬운 동선, 전류가 통하기 어려운 저항으로부터 만들어 지는 것과 유사하다.
그림 2A의 자기회로를 예로 보면 그 자기회로와 등가의 전기회로는 그림3이 유사하다.
이와 같은 자기회로는 전기회로에 대응해 계산 가능하지만 다음의 2가지 사항에 주의해야 한다. 첫 번째는 전기회로에서는 도체와 절연체의 고유저항의 차가 매우 크고, 전류가 전기회로 밖으로 누설되는 것이 매우 어렵지만, 자기회로는 비자성체의 절연물과 도체인 York의 투자율의 차가 그다지 크지 않아 자기회로로 부터 밖으로 자속의 누설이 상당히 크게 된다. 두 번째는 전기회로에서는 도체의 저항은 전류에 무관하게 일정한 값을 갖게 되지만, 자기회로의 경우 York의 자기저항은 자속의 포화에 의한 투자율의 변화에 의해 변한다. 이 때문에 자기회로의 취급은 대단히 번거롭다. 자기회로에서 발생하는 전자속 Φt 와 공극의 유효자속 Φg의 비가 그 자기회로의 누설계수가 된다.
Φt / Φg = σ
기자력을 F, 자기회로의 단면적을 A, 자로의 길이를 L이라 하면 &Phi=(μ A F) / L =P F가 된다. 여기서 P=μA/L은 자기회로의 Permeance라 부르고 자기저항의 역수가 된다
&sigma=(Ft Pt) / (Fg Pg)
Ft : 전자기회로의 기자력
Fg : 공극의 기자력
Pt : 전자기회로의 Permeance
Pg : 공극의 Permeance
전기자력과 공극의 기자력이 같다면,
&sigma=Pt / Pg=(Pg+P1+P2+....+Pn) / Pg=1+(P1+P2+....+Pn) / Pg ---③이 되고, 누설계수는 전자로의 Permeance의 합계와 공극 Permeance의 비가 된다.
이제 그림 2A의 자기회로를 예로 들면 누설 자로도는 그림 4와 같고, 각 자로는 그림1에 표시된 자로 대표된다. 각 자로의 Permeance를 그림1로부터 구하고 ③식을 대입하면 누설계수가 구해진다.
감자를 받는 경우
자석을 사용 중에 시간에 따른 변화를 방지하기 위해서는 사용 전에 안정화를 위해 감자를 실시하는 경우가 많다.
감자를 받지 않는 경우
일반적으로 자기회로의 계산은 복잡하고 곤란하므로 근사적인 방법에 의하지 않으면 안된다. 단체 자석의 Pc를 구하는 방법을 앞에서 설명했지만 일반적으로 계철 등을 사용한 자석의 자력을 유효하게 사용한다. 이 경우의 Pc는 다음의 계산식에 의해 근사적으로 구할 수 있다.
Pc = B / H = (Lm Ag σ) / (Lg Am f) ---①
Lm : Magnet 길이 Am : Magnet 단면적
Lg : 자속에 평행한 공극의 길이
Ag : 자속에 직각인 공극의 면적
σ : 누설계수(leakage계수)
f : 접착계수(reluctance계수
기자력이 공극 이외에서 소비되므로 보정계수로 계철이 나쁘거나 접합불량의 경우에 이 숫자가 커지게 된다. Pc에 의한 동작점의 자속밀도 Bd를 구하면 공극부의 자속밀도는 다음의 계산식에 의해 구해진다
Bg = ( Bd Am ) / ( Ag σ ) --- ②
Bg : 공극부 자속밀도
Bd:동작점의 자속밀도
감자를 받지 않는 경우
기본적인 것으로 그림2A 및 2B와 같은 자기회로를 생각하자. 중간식을 생략하면 자석의 길이는 다음과 같다.
Lm=(Bg Lg f) / Hd (①, ②로부터)
Bg : 필요한 공극자속밀도(G)
Hd : 동작점에서의 감자계의 강도(Oe)
Magnet를 경제적으로 사용하기 위해 (BH)max 점에서의 H를 구하면 좋다.
Magnet의 단면적은 다음과 같이 구한다.
Am=(Ag Bg σ) / Bd
Bd : 동작점에서의 자속밀도(G)
Magnet를 경제적으로 사용하기 위해 (BH)max 점에서의 B를 구하면 좋다
따라서 자석의 체적은 Lm Am=(Bg2 Lg Ag f σ) / (Bd Hd)로부터 구해진 BdHd가 최적일 때 결국 (BH)max점에서 설계되면, 자석의 체적을 최소화하는 것이 가능하다.
문제는 f와 σ를 결정하는 것이다. f는 보통 1.2∼1.5의 범위이고 그만큼 큰 변화는 없지만, σ는 약 1.7∼10의 사이에서 변화의 폭이 크다. 정확한 값은 실측에 의하지 않으면 안되지만 실제로는 간편한 근사적 방법에 의해 누설계수를 계산한다.
자기회로는 일반적으로 기자력을 만드는 부분과 자속이 통하기 쉬운 York 부분, 더욱이 자속이 통하기 어려운 공극으로부터 만들어지며 마치 전기회로가 기전력을 만드는 전지와 전류가 통하기 쉬운 동선, 전류가 통하기 어려운 저항으로부터 만들어 지는 것과 유사하다.
그림 2A의 자기회로를 예로 보면 그 자기회로와 등가의 전기회로는 그림3이 유사하다.
이와 같은 자기회로는 전기회로에 대응해 계산 가능하지만 다음의 2가지 사항에 주의해야 한다. 첫 번째는 전기회로에서는 도체와 절연체의 고유저항의 차가 매우 크고, 전류가 전기회로 밖으로 누설되는 것이 매우 어렵지만, 자기회로는 비자성체의 절연물과 도체인 York의 투자율의 차가 그다지 크지 않아 자기회로로 부터 밖으로 자속의 누설이 상당히 크게 된다. 두 번째는 전기회로에서는 도체의 저항은 전류에 무관하게 일정한 값을 갖게 되지만, 자기회로의 경우 York의 자기저항은 자속의 포화에 의한 투자율의 변화에 의해 변한다. 이 때문에 자기회로의 취급은 대단히 번거롭다. 자기회로에서 발생하는 전자속 Φt 와 공극의 유효자속 Φg의 비가 그 자기회로의 누설계수가 된다.
Φt / Φg = σ
기자력을 F, 자기회로의 단면적을 A, 자로의 길이를 L이라 하면 &Phi=(μ A F) / L =P F가 된다. 여기서 P=μA/L은 자기회로의 Permeance라 부르고 자기저항의 역수가 된다
&sigma=(Ft Pt) / (Fg Pg)
Ft : 전자기회로의 기자력
Fg : 공극의 기자력
Pt : 전자기회로의 Permeance
Pg : 공극의 Permeance
전기자력과 공극의 기자력이 같다면,
&sigma=Pt / Pg=(Pg+P1+P2+....+Pn) / Pg=1+(P1+P2+....+Pn) / Pg ---③이 되고, 누설계수는 전자로의 Permeance의 합계와 공극 Permeance의 비가 된다.
이제 그림 2A의 자기회로를 예로 들면 누설 자로도는 그림 4와 같고, 각 자로는 그림1에 표시된 자로 대표된다. 각 자로의 Permeance를 그림1로부터 구하고 ③식을 대입하면 누설계수가 구해진다.
감자를 받는 경우
자석을 사용 중에 시간에 따른 변화를 방지하기 위해서는 사용 전에 안정화를 위해 감자를 실시하는 경우가 많다.