magnetischer Kreis

magnetischer Kreis,

 

Magnetkreis, eine geschlossene Anordnung von Körpern und Raumgebieten (z. B. Eisenteile und kurzer Luftspalt), in denen der magnetische Fluss Φ konzentriert ist. Bei realen magnetischen Kreisen tritt neben dem erwünschten Nutzfluss immer auch ein mehr oder weniger großer, nicht durch den Querschnitt des betrachteten magnetischen Kreises verlaufender Streufluss mit dem entsprechenden Streuverlust auf. Im Idealfall ist der magnetische Fluss ganz in dem magnetischen Kreis enthalten. Für einen magnetischen Kreis gilt die hopkinsonsche Formel (ohmsches Gesetz für einen magnetischen Kreis) Φ = V₁₂/R₁₂, in der V₁₂ die magnetische Spannung zwischen zwei Punkten 1 und 2 des magnetischen Kreises ist und R₁₂ der magnetische Widerstand (SI-Einheit A/Wb) des entsprechenden Stückes des magnetischen Kreises. Wenn das Magnetfeld zwischen den Punkten 1 und 2 homogen ist, gilt für R₁₂ die Beziehung R₁₂ = s /(μA ). Die Punkte liegen dabei in zwei parallelen ebenen Flächen der Größe A, die auf der magnetischen Feldstärke H im Abstand s senkrecht stehen und vom gleichen Fluss Φ durchsetzt werden. μ = μ₀μ_r ist die Permeabilität des Mediums zwischen den beiden Flächen (μ₀ magnetische Feldkonstante, μ_r Permeabilitätszahl). Für Magnetkreise gelten den kirchhoffschen Regeln für elektrische Kreise analoge Regeln. Die Berechnung von magnetischen Kreisen ist wichtig für Anwendungen, bei denen es auf die Dimensionierung von Magneten und/oder Erregerspulen für diese ankommt (z. B. elektrische Maschinen und Transformatoren). - Die von Wicklungen umschlossenen weichmagnetischen Teile des magnetischen Kreises heißen bei Transformatoren, elektromagnetischen Relais u. a. Kerne, bei elektrischen Maschinen mit ausgeprägten Polen Polschenkel. Die weichmagnetischen Teile, die Kerne oder Polschenkel magnetisch gut leitend miteinander verbinden, heißen Joche oder, wenn sie nicht immer fest mit den Kernen verbunden sind, Anker (z. B. beim Relais). Der magnetisch gut leitende weichmagnetische Pfad eines magnetischen Kreises wird bei elektrischen Maschinen und bei Drosselspulen mit Kern durch einen oder mehrere Luftspalte unterbrochen.

 

Literatur:

 

R. Stein u. W. T. Hunt: Electric power system components. Transformers and rotating machines (New York 1979);

 A. E. Fitzgerald u. a.: Basic electrical engineering (ebd. ⁵1981).