磁導和磁阻的區別
在電磁學中,磁導和磁阻是與磁路相關的兩個主要量。磁導和磁阻都提供了關於磁路鐵芯材料對磁通量流動容易程度和阻礙程度的資訊。其中,磁阻是磁通量流動阻力的度量,而磁導是鐵芯材料對磁通量流動提供的便利程度的度量。
在本文中,我們將重點介紹磁導和磁阻之間所有關鍵的區別。讓我們先了解一些關於磁導和磁阻的基本資訊,以便更容易理解它們之間的區別。
什麼是磁導?
磁性材料允許磁通量流過它的容易程度的度量稱為磁導或磁磁導。從物理上講,磁導只是磁阻的倒數。磁性材料的磁導用符號“P”表示,以韋伯/安匝 (Wb/AT) 或亨利 (H)為單位。
對於由長度為 l、橫截面積為 A 的磁芯組成的磁路,磁導由下式給出:
$$P\:\alpha\:\frac{A}{l}$$
$$\Rightarrow\:P\:=\:\frac{\mu\:A}{l}\:=\:\frac{\mu_0\:\mu_r\:A}{l}$$
其中,μ 是鐵芯材料的絕對磁導率,μ0 是自由空間的磁導率,其值為 4π × 10−7 H/m,μr 等於鐵芯材料的相對磁導率。
我們還可以用磁通量和電流來表示磁性材料的磁導,如下所示:
$$P\:=\:\frac{\phi}{NI}$$
其中,N 是線圈的匝數。因此,如果磁性材料的磁導率高,則它更容易使磁通量流動。當我們將電氣和磁路進行比較時,我們發現磁路中的磁導類似於電路中的電導。
什麼是磁阻?
物質在磁通量流動路徑中提供的阻力的度量稱為該物質的磁阻。磁阻用符號“S”表示,以安匝/韋伯 (AT/Wb) 或 1/亨利為單位。磁阻也稱為磁阻抗、磁電阻或磁絕緣。
磁阻是與磁路或電磁路相關的物理量。磁路的磁阻取決於電路的長度和麵積。其中,它與磁路的平均長度成正比,與磁路的橫截面積成反比。因此,我們可以將磁路的磁阻表示為
$$S\:=\:\frac{l}{\mu\:A}\:=\:\frac{l}{\mu_0\:\mu_r\:A}$$
其中,l 是磁路的平均長度,A 是橫截面積,μ 是材料的磁導率。
磁阻是用於選擇變壓器、發電機、電機、測量儀器等電磁器件鐵芯材料的引數。磁阻具有重要的物理意義,即它可以減少磁路中磁飽和的影響。
磁導和磁阻的區別
儘管磁導和磁阻是相關的量,但它們之間存在一些差異,如下表所示:
差異依據 | 磁導 | 磁阻 |
---|---|---|
定義 | 磁性材料對磁通量流動提供的便利程度的度量稱為磁導。 | 磁性材料對磁通量流動提供的阻礙程度的度量稱為磁阻。 |
表示 | 磁導用符號“P”表示。 | 磁阻用符號“S”表示。 |
其他名稱 | 磁導也稱為磁導納。 | 磁阻也稱為磁電阻。 |
物理意義 | 磁導有助於磁通量流過磁性材料。 | 磁阻限制磁通量流過材料。 |
公式 | 磁性材料的磁導由下式給出: $$P\:=\:\frac{\mu\:A}{l}$$ |
磁性材料的磁阻由下式給出: $$S\:=\:\frac{l}{\mu\:A}$$ |
與磁通量的關係 | 對於磁性材料,磁導和磁通量成正比,即 $$P\:\alpha\:\phi$$ |
對於給定的磁性材料,磁阻和磁通量成反比,即 $$S\:\alpha\:\frac{1}{\phi}$$ |
測量單位 | 磁導的單位是韋伯/安匝 (Wb/AT) 或亨利。 | 磁阻的單位是安匝/韋伯 (AT/Wb) 或 1/亨利或 H-1。 |
疊加 | 對於並聯磁路,磁導是可疊加的。 | 對於串聯磁路,磁阻是可疊加的。 |
與電路的類比 | 磁路中的磁導類似於電路中的電導。 | 磁路中的磁阻類似於電路中的電阻。 |
結論
磁導和磁阻之間的主要區別在於,磁導是磁通量流動容易程度的度量,而磁阻是磁通量流動阻礙程度的度量。因此,磁導和磁阻互為倒數。