Perché il filo magnetico deve essere isolato?

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Cos'è avere più bobine che abilita il campo magnetico? Perché non posso avere solo un filo grosso o un filo filettato su un motore? Mi dispiace, è una specie di domanda da ragazzi ma non sono riuscito a trovare la risposta.

— Isaac
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l'induttanza dipende dal numero di spire e dalla permeabilità magnetica del nucleo

— Indraneel,

MMF è

, dove

è attuale e

è il numero di turni. In un conduttore a trefoli, ogni trefolo porta la stessa frazione della corrente totale.

N I

$NI$

I

$I$

N

$N$

— Chu,

La "legge" fondamentale qui è: "Un singolo giro produce un campo magnetico proporzionale alla corrente in esso." || I campi delle curve si aggiungono. Se un turno che trasporta corrente I produce il campo F, allora N giri produce (semplicisticamente) N x F. Puoi avere "un grande giro" e questo è "UNO" turno. L'applicazione della "legge fondamentale" di cui sopra mostra che una grande svolta medio piccola o piccola che trasporta corrente I ha lo stesso effetto. I fili vengono ingranditi o ridotti per altri motivi. Ad esempio, i fili grandi hanno una resistenza inferiore. I fili piccoli consentono più curve in un spazio concesso

— Russell McMahon,

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È vero che è solo il volume e la potenza fornita all'avvolgimento che conta per il campo magnetico, negli elettromagneti e nei motori. Pertanto, è possibile disporre di un avvolgimento a giro singolo.

Sfortunatamente, un singolo giro richiederebbe (generalmente) una corrente molto alta e una tensione molto bassa. Questo è vero sulle scale su cui tendiamo a lavorare e sui valori che le costanti fisiche sembrano avere.

Gli elettromagneti pratici usano un trucco relativamente economico per aumentare la tensione e diminuire la corrente, dividendo il filo grasso corto di un singolo giro in un filo lungo e sottile, avvolto più volte attorno. Poiché ogni giro ha una tensione diversa, devono essere isolati l'uno dall'altro.

Un enorme vantaggio del filo sottile nell'avvolgimento è che i fili di collegamento possono avere uno spessore ragionevole e avere comunque una resistenza molto più bassa dell'avvolgimento di lavoro.

Uno svantaggio di questo trucco è che il filo circolare non riempie il 100% dell'area disponibile e anche l'isolamento occupa un po 'di spazio, quindi perdiamo una parte di rame rispetto a un singolo giro. Tuttavia, il trucco è così economico e utile che questa inefficienza nell'area è un piccolo prezzo da pagare per i vantaggi, per quasi tutte le applicazioni (in alcune macchine molto grandi, il filo o la barra a sezione quadrata viene utilizzato per gli avvolgimenti per migliorare la densità dell'imballaggio) .

— Neil_UK
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C'è un altro vantaggio del filo a spirale quadrata vicino a una più grande area di rame (quindi resistenza inferiore). Alle alte frequenze, la corrente tende a fluire sulla superficie di un filo (che è noto come effetto pelle), e rispetto a un filo tondo della stessa dimensione, il filo quadrato molto meglio.

— Huisman,

L'isolamento non è necessario solo per evitare che ogni turno venga messo in corto circuito. Ad alte tensioni, l'isolamento viene anche utilizzato per separare i giri abbastanza da evitare guasti.

— Huisman,

Un esempio di utilizzo di barre anziché di fili può essere visto in questo video EEVblog . IIRC il componente nel video è un induttore.

— Alex Hajnal,

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La mia prima reazione dopo aver letto la tua risposta è stata in disaccordo, poiché la legge di Ampère determina il numero di turni, ma ora vedo cosa hai fatto lì. La legge di Ampère influenza anche la corrente, no? Il tuo è un modo intelligente per spiegarlo. Ricorderò questa intelligenza. Se avessi risposto, avrei iniziato a spiegare in termini di legge di Faraday, che, in realtà, lo hai fatto implicitamente, ma in un modo che non ha chiamato Faraday e quindi non era confuso a livello di OP. Ben fatto.

— thb

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@thb grazie. Quando sto confrontando il numero di giri, di solito nei trasformatori, in un altro modo in cui dico che prima assumo due avvolgimenti identici, ciascuno sotto esattamente la stessa tensione corrente potenza condizioni campo H, quindi collegarli in serie, quindi collegarli in parallelo. Tutto ciò che cambia è l'impedenza, il ridimensionamento di tensione / corrente, ma il volume, il campo, la dissipazione di potenza, il costo rimangono tutti uguali. In ogni caso, per prima cosa ordinare, SRF e la caduta di tensione potrebbero cambiare leggermente.

— Neil_UK,

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Perché non posso avere solo un filo grosso o un filo filettato su un motore?

Nessun problema: controlla il rotore sulla maggior parte dei motori a induzione:

Non c'è isolamento sulla gabbia di alluminio (scoiattolo) ed è, in effetti, un giro corto.

Cos'è avere più bobine che abilita il campo magnetico?

Un campo magnetico è prodotto dalla corrente E turni in modo da poter scambiare turni con corrente e viceversa. Tuttavia, se sei interessato a realizzare un induttore con caratteristiche particolari, devi progettarlo utilizzando più giri per ottimizzare l'induttanza per il circuito previsto, dato che ci saranno limitazioni sulla disponibilità di materiali magnetici.

— Andy aka
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Il motivo per cui è necessario isolarlo è assicurarsi che la corrente circoli in ciascun circuito quando lo si avvolge. Se così non fosse, potrebbe semplicemente andare "dritto". Puoi davvero avere un grosso filo, ma avresti bisogno di più corrente per produrre gli stessi risultati.

Questo è ciò che il numero di giri N in realtà fornisce in tutte le formule del campo magnetico. In realtà ti consente di avere multipli della corrente in un determinato spazio.

— Juan
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Puoi farlo con un singolo loop e ho visto questo fatto. Tuttavia i fili sono enormi e devono essere fabbricati in modo speciale. Ad esempio il filo (altro: sbarra) viene estruso come una sezione trasversale a cuneo, quindi arrotolato in un'elica per produrre una sezione trasversale rettangolare.

Ma la corrente sarà enorme. Se il tuo input non si presta a fornire quel tipo di corrente, non funzionerà.

La forza magnetica è in ampere x il numero di giri. Devi calibrare attentamente il numero di spire e le dimensioni del filo in modo che corrisponda alla capacità del tuo circuito di guidarlo. Farlo in un turno richiederebbe una quantità abbastanza estrema di bucking per ottenere una tensione molto bassa e amplificatori molto alti.

— Harper: ripristina Monica
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