Elektrické a magnetické pole (2) - magnetizace, elektromagnetismus (rozvody v továrnách 2)

Poměrně důležitý děj - při fungování elektrotechnických strojů je krátký přechodný děj zvaný magnetizace - tedy jak silné magnetické pole může příslušná součást přenášet. 

ELEKTRICKÉ KOLO Co se děje kolem elektřiny 16 ČKD – Blog iDNES.cz

elektrické rozvody v továrnách

rozvody v továrnách hlavní příspěvek Cesty elektrické energie 3p - rozvody a jištění v průmyslu (Zetor a Zbrojovka) - Blog iDNES.cz

magnetismus v továrnách (rozvody v továrnách 2)  Elektrické a magnetické pole (2) - magnetizace, elektromagnetismus (tento příspěvek)

obsah a rozcestník magnetismus 

(elektro)magnetismus zahrnuje čtyři příspěvky + příspěvky o mikrovlnce

elektromagnetismus 1 

Co se děje kolem elektřiny 9 - elektromagnetismus jako takový - jak na mikrovlnku 5 - Blog iDNES.cz

obsah příspěvku

em1/ ELEKTROMAGNETICKÉ POLE A ELEKTROMAGNETISMUS JAKO TAKOVÝ - DRUHY ELEKTRICKÝCH A MAGNETICKÝCH POLÍ, AC a DC magnetismus, JAK FUNGUJE NÁMOŘNÍ MAGNET

em1/ MAGNETRON A MIKROVLNNÁ TROUBA

elektromagnetismus 2 

Elektrické a magnetické pole (2) - magnetizace a elektromagnetismus v továrnách (tento příspěvek)

obsah vlastního příspěvku

em2/ díl 1 - magnetizace

část 1 - je je magnetizace

část 2  - magnetické momenty

část 3 - metodika označování grafů s fyzikálními a elektrotechnickými funkcemi

em2/ díl 2 elektromagnetismus v továrnách

elektromagnetismus 3 

Elektrické a magnetické pole - pravidlo tří kolmostí a náhradní směrové schéma - Blog iDNES.cz

elektromagnetismus 4 

Industriální Kroměříž - Malá vodní elektrárna Strž firmy Křižík a Simonova továrna - Blog iDNES.cz

konkrétně "válka rozvodů" a "Nikola Tesla a elektromagnetismus"

elektromagnetismus 5 

Loď do Prahy a Hamburku, hydroelektrárny na Vltavě - Blog iDNES.cz

námořní DC magnet

elektromagnetismus 6 

průmyslový elektromagnet v přístavu Wilhelmshaven, průmyslové DC rozvody Přístav Wilhemshaven a průmyslový DC magnet na nakládku šrotu – Blog iDNES.cz

elektromagnetismus 7 

indukční vařič Cesty elektrické energie 17 - jak vařit elektricky doma i na cestách - Blog iDNES.cz

elektromagnetismus 8 

Co se děje kolem elektřiny 6 - jak na mikrovlnku 2 - Blog iDNES.cz  především magnetron 

příspěvky na téma elektrotechnika a radiotechnika

teorie silnoproud, normální proud

Industriální Kroměříž - Malá vodní elektrárna Strž firmy Křižík a Simonova továrna - Blog iDNES.cz tzv. Válka rozvodů (T.A. Edison jako zastánce DC napětí a Nikola Tesla jako zastánce ACnapětí)

teorie nízké napětí, elektronika

rozdělení DC - AC napětí též v příspěvku Co se děje kolem elektřiny 5/ na rádiových vlnách 6 - AC/DC napětí, frekvence, amplituda - Blog iDNES.cz 

zobrazováním či průmětem různých veličin do kartézských souřadnic XY by se měly zabývat zejména následující příspěvky

Vlak a mechanika integrálních a diferenciálních počtů - rozcestník pro mechaniku pohybu - Blog iDNES.cz

Co se děje kolem elektřiny 7 - Ohmův zákon pro zapojený obvod - funkce a integrál - Blog iDNES.cz

elektromagnetismus 2 - vlastní příspěvek

DÍL 1

část 1 - je je magnetizace

část 2  - magnetické momenty

část 3 - metodika označování grafů s fyzikálními a elektrotechnickými funkce

část 1 - co je magnetizace

Aby mohl transformátor vykonávat svoji funkci - tedy například přenášet elektřinu z jedné cívky na druhou - nebo alespoň vykonávat tuto funkci plnohodnotně - je třeba kovový materiál této součásti - například jádro transformátoru zmagnetizovat - což znamená znamená navýšit jeho perneabilitu.  Perneabilita vlastně znamená - stupeň jak je daná kovová látka - nebo spíš součást stroje - magnetická.

Perneabilita je vlastně druhotná porovnávací veličina - základními veličinami magnetického pole - přesnějimagnetizačního pole je magnetická indukce B - a význam získává magnetická intenzity H a další veličina vyhrazená právě pro proces magnetizace - a to veličina zvaná přímo magnetizace M. I když přímo magnetizace M se ve výpočtech příliš často nevyskytují - spíš se ve vzorcích vyskytují veličiny nějak související - nebo ještě častěji veličiny ze kterých magnetizace vychází - tedy například magnetické momenty - dřívějším a výstižnějším označením malé "m" s doplňujícím indexem o jaká druh momentu se vlastně jedná. Aktuálně se vyskytují jiná označení pro magnetické momenty - například "j" - ale je otázka proč se zavedená označení mění.

Pro kvantitativní popis jak vysoce je látka magnetická - což vyjadřuje výše zmíněná porovnávací perneabilta je však podstatnější poměr předchozích dvou veličin - tedy indukce B a intenzity H.

Úplné nejednodušší vyjáření stupně magnatizace látky je vzorec

B  =  µ  H 

B(magn indukce) =  µ (perneabilita látky) H (magn intenzita)

shrnuto 

PŘI MAGNETIZACI SE NAVYŠUJE MAGNETICKÁ INDUKCE "B" - ZATÍMCO MAGNETICKÁ INDUKCE "H" ZŮSTÁVÁ NA VÝHOZÍ ÚROVNI

nebo v opisnější formě  a perneabilitou vákua namísto perneability magnetované  látky

 {\displaystyle \mathbf {B} =\mathbf {H} +4\pi \mathbf {M} } 

v tomto vztahu se přímo vyskytuje veličina magnetizace - kterou lze nahradit příbuznou veličinou - jakou je například magnetická polarizace 

"I" je označení polarizace - tedy stejné jako elektrický proud - někdy se také používá "J"

color="rgb(32, 33, 34)"To je přímá analogie s elektrickou polarizací  color="rgb(32, 33, 34)". Magnetická polarizace se tak od magnetizace liší faktorem µ0:

část 2  - magnetické momenty

Jak bylo zmíněno přímo magnetizace se ve výpočtech zase tak často nevyskytuje - proto je na místě zmínit veličinypříbuzné veličiny magnetizace - jako například výše zmíněná magnetická polarizace I nebo J. 

Možná ještě důležitější než vlastní magnetizace a jí příbuzné veličiny jsou veličiny výchozí - tedy magnetické momenty. Magnetických momentů je více druhů - tedy alespoň dva - vnitřní a vnější - případně s jinými názvy. Jelikož se v magnetických momentech poměrně často vyskytuje vektorový součet a veličinám o stupeň výš se dá rovněž dobrat vektorovým součtem  je zde v příspěvku o stupeň výš nad magnetickými momenty - tedy magnetizaci a příbuznými veličinami použito rozlišovací a neformální označení magnetické nadmomenty. Dokonce v jednom ze vzorců se vyskytuje další součin násobící veličiny nad magnetickými nadmomenty - byl by v tomto případě zmínit další veličinu jako nadnadmoment.

Tedy dále pokus o další rozlišovací označení popisovaných veličin.

Magnetické momenty jsou vlastně dva

Ampérův magnetický moment - v podstatě vnitřní magnetický moment - nebo možno použít i označení elektromagnetický moment - které vytváří elektromagnetické pole přímo ve vodiči. K výpočtu - či kvantitativnímu stanovení Ampérova momentu se lze dobrat jak "elektrickou cestou" - tedy z Ohmova zákona - tak magnetickou cestou - nejsnáze z elektromagnetické indukce. 

a druhý moment

Coulombův magnetický (dipólový)  moment - který magnetické pole vytváří vně - a který by bylo možno pojmout jako rotaci kladné a záporné magnetické síly. Právě na základě tohoto druhého - tedy Coulombova momentu dochází k magnetizaci M látky - tedy se navyšuje její perneabilita - což se veličiny související s magnetickým momentem - ale zde z výše zmíněných důvodů důvodů - tedy že se k ním dospělo dalším součinem - je použito označení "nadmoment". 

Jinak Coulombův moment ve počítá magnetickou cestou - a jako výchozí veličina pro výpočet je spíše používána magnetická intenzita H, ke Coulombovu  momentu je ovšem možno se dobrat přes magnetickou indukci B. 

Níže Coulombův moment - tedy výchozí moment pro stanovení "nadmomentu" magnetizace.

K obrázku výše - vlevo veličiny zde označené jako "nadmoment" - tedy magnetizace a příbuzné veličiny a mezi nimi dokonce magnetizační proud - k němuž dochází rotací a vektorovým součinem magnetického momentu - tedy z hlediska cest od magnetického momentu by  se mělo jednat o cosi jako "nadnadmoment"

K magnetizace se lze dobrat dřívějšími metodami na základě paralel s elektrickým polem - jen místo elektrické intenzity E se například vyskytuje magnetická intenzita H - místo elektrické polarizace P polarizace magnetická J.

Mimochodem mezi elektrickými a magnetickými veličinami se najde řada jiných pararel - místo el. proudu u elektrického pole např, magnetizační proud u magnetizačního pole - v případně magnetický indukční tok a tak dál.

Označení magnetických momentů

Od dřívějšího označení ma (Ampérův magnetický moment) - připadně mc ve prospěch jiných označení typu "i" - ale původní označení patrně vytvářel asi zkratku pro veličiny nejvíce zamezující záměnám.

část 3 - metodika označování grafů s fyzikálními a elektrotechnickými funkcemi

Zde je stanovena určitá posloupnost různých elektrotechnických veličin - přičemž na ose y by měly být veličiny výkonné neboli okamžité a na ose x veličiny stavové. Takovými krajními veličinami by měly být například proud "I" a výkon "P" na ose y a krajními stavovými veličinami čas "t" - případně délka "l" na ose x. A by se měly vytvářet různé mezistupně - například v případě grafu napětí/proud by mělo být napětí U na ose x - neboť podle zde dříve použitých sloganů "napětí je vodič" - by měly být nepřímo zakomponována i jistá časosběrnost - případně rozměry. V případě - že by napětí mělo být srovnáváno s časem - tak z hlediska času by v případě napětí šlo o výkonnou hodnotu - a mělo by být zaznamenáváno na osu y.

Výše příklad právě takového převodu  z hlediska výše zmíněného textu  kdy výkonná veličina - tedy proud je zaznamenávána na ose x a stavová veličina - tedy napětí na ose y ---> toto označení je doplněno novým označením směru - tentokrát výkonná veličina v ose y a stavová v ose x.

Na podobné téma ještě příklad hysterezní křivky - tedy fyzikálních dějů - kdy se návrat zpět děje za trochu jiných parametrů než výchozí cesta - takže křivky vytváří smyčku.

V tomto případě se jedná o takzvanou voltampérovou charakteristiku - kde z hlediska textu výše je více výkonná veličina proud "I" umístěna na ose y a stavová veličina napětí na ose "U" - ovšem pozorovateli - navyklému na časosběrný průběh napětí a proudu v sínusovkách o fyzikálním procesu z hlediska času zase mnoho neříká. Z tohoto důvodu je zde nákres pozměněn tak - že na ose x zůstává proud "I", ale na osu  x je zakreslena na místo napětí  časosběrná hodnota času - ovšem napětí je rovněž uvedeno - a to jak výkonná hodnota k ose y - tak časosběrná hodnota napětí k ose x. V této formě se průběh hystereze pozmění na křivku připomínájící sínusovku průběhu napětí či proudu.

Jinak hystereze - tedy trochu odlišné cesty tam a zpět využívá různým způsobem - například vymezuje interval samočinného vypínání různých spínačů - nebo po různé samoopravitelné deformace automobilových karosérií ze speciálních materiálů. 

elektromagnetismus 2 - vlastní příspěvek

DÍL 2

elektromagnetismus v továrnách

Elektromagnetismus v továrnách

- břemenové elektromagnety se vyrábějí na stejnosměrný proud o napětí na 110, 12%, 220, 440, 500 V

- elektromagnetická upínadla pro upínání feromagnetických předmětů v soustružnách, brusírnách a na rýsovacích stolech - upínadlo se skládá z tělesa z ocelolitiny (kostry), ze snímatelné horní desky a cívky - což naznačuje, že v tomto případě se jedná o magnetismus na střídavý proud