Elektrik Makineleri #03 | Ferromanyetik Çekirdek: Mıknatıslanma Eğrisi, Doyma ve Histerezis

Eğitmen: Dr. Süleyman Burak ÇELİK

Geçen derste manyetik devreyi bağıl geçirgenliği 3000'de sabit sayarak hesapladık. Gerçek demir böyle davranmaz. Açılışta 3D animasyonda aynı çekirdeğe sırayla 0.25, 0.5, 1 ve 2 amper veriyoruz: akı yoğunluğu 0.94, 1.21, 1.42 ve 1.55 tesla oluyor. Akım 8 kat artıyor ama akı yoğunluğu yalnızca yüzde 65 artıyor. Demire ne oluyor? Her hesap adım adım, hiçbir işlem atlanmadan. Bu derste: - Mıknatıslanma eğrisi (B–H): doymamış bölge, diz ve doyma; eğrinin eğimi geçirgenliktir; motorlar ve transformatörler dizin yakınında çalışır - Eğriyi okumak: H = 500 · i / 0.5 = 1000 · i; 0.25 / 0.5 / 1 / 2 A → 0.94 / 1.21 / 1.42 / 1.55 T; 1.55 / 0.94 ≈ 1.65 - Bağıl geçirgenlik sabit değil: μr = B / (μ0 · H) → 2992, 1130, 617; eğrinin başında 3183 ve 3979 - İstenen akı için akım: 2.272 mWb → B = 1.42 T → eğriden H = 1000 A·t/m → F = 500 A·t → i = 1 A; sabit μr = 3000 alsaydık 0.377 A (2.65 kat hata); relüktans ≈ 220100 A·t/Wb - Histerezis: artık akı, zorlayıcı kuvvet, histerezis çevrimi ve manyetik domenler - Histerezis kaybı = çevrim alanı: 200 J/m³ · 0.0008 m³ = 0.16 J çevrim başına; 50 Hz'te 8 W - Fuko akımları ve ince yalıtılmış saclar: 5 mm → 0.5 mm, kayıp yaklaşık 100 kat azalır - Üç klasik tuzak Bölümler: 0:00 Geçen derste ve bugün 0:19 Akım 8 kat, akı yüzde 65 0:50 Mıknatıslanma eğrisi 1:23 Eğriyi okumak 2:05 Bağıl geçirgenlik sabit değil 2:59 İstenen akı için akım 4:13 Histerezis 4:57 Histerezis kaybı 5:45 Fuko akımları ve sac çekirdek 6:26 Üç tuzak 6:55 Özet ve sıradaki ders Sıradaki derste Faraday yasasını, tele etkiyen kuvveti ve hareket eden telde indüklenen gerilimi görüyoruz. Kaynak kitap: Stephen J. Chapman, Electric Machinery Fundamentals, 5. baskı — Bölüm 1.4 (konu sırası ve problem tipleri). Örnekler ve çelik eğrisi özgündür. Elektrik-Elektronik, Mekatronik, Enerji ve Makine Mühendisliği öğrencileri için Elektrik Makineleri serisinin üçüncü dersi.