La mia casa è piccola ma le sue finestre si aprono su un mondo infinito
ELETTRONICA
… studiare, studiare ed ancora studiare,
è il solo modo di capire quanto possa
essere grande sia la propria ignoranza!
Massa
kilogrammo
kg
CIRCUITI MAGNETICI - ESERCIZI DI VERIFICA
Esercizio 1
Un nucleo di materiale magnetico ha permeabilità magnetica
costante, con μr = 1500. Il nucleo è di forma rettangolare,
con dimensioni medie 20 × 15 cm e sezione 4 cm2; su di
esso è montata una bobina, attraversata da una corrente di
valore 0,5 A. Calcolare il numero di spire necessario per
ottenere B = 0,5 T, il flusso magnetico, la forza magnetiz-
-zante, la permeanza, la riluttanza e l’induttanza.
Supponendo di praticare nel nucleo un traferro di spessore
0,5 mm, calcolare la corrente necessaria per ottenere lo
stesso valore di B, le energie magnetiche specifiche nel ferro
e nel traferro e l’energia magnetica totale.
[Risultati: N = 372 spire; Φ = 2×10^–4 Wb; H = 265,4 A/m
= 1,075 × 10^–6 H;
= 9,3 ×10^5 H^–1; L = 0,149 H;
I = 1,034 A; Wso= 99,5 kJ/m3; Ws1= 66,4 J/m3;
W = 0,0385 J ]
Esercizio 2
Un nucleo magnetico di forma toroidale, di sezione circolare, con De = 30 cm e Di = 25 cm,
è composto da materiale non ferromagnetico, con permeabilità relativa circa pari a 1.
Facendo circolare nell’avvolgimento una corrente di 2 A si ottiene un flusso magnetico di 2,5
μWb. Calcolare il numero di spire dell’avvolgimento, i valori dell’induzione e della forza
magnetizzante, la riluttanza e la permeanza del nucleo, l’induttanza della bobina, l’energia
magnetica totale.
[Risultati: N = 1751 spire; B = 5,09 mT; H = 4053 A/m;
= 14 ×10^8 H^–1;
= 7,143 × 10^–10 H; L = 2,188 mH; W = 4,376 mJ ]
Esercizio 3
Un nucleo magnetico di forma toroidale, di sezione circolare, ha diametro esterno 18 cm e
interno 14 cm. Il nucleo è costituito da acciaio fuso, presenta un traferro di spessore 0,2
mm ed è magnetizzato mediante una bobina di 500 spire. Calcolare la corrente necessaria
per avere B = 0,7 T, il flusso magnetico, l’induttanza, l’energia magnetica totale, le energie
specifiche del ferro e del traferro, la corrente magnetizzante necessaria per avere la stessa
induzione in assenza di traferro.
[Risultati: I = 0,444 A; Φ = 2,2 ×10–4 Wb; L = 0,248 H; W = 0,0244 J;
Ws0= 195 kJ/m3; Ws1= 77 J/m3; I = 0,221 A]
Esercizio 4
In un solenoide rettilineo le spire sono avvolte in un solo strato su un nucleo di materiale
con permeabilità magnetica costante con μr=1, di forma cilindrica, lungo 30 cm e con
diametro d = 4 cm. L’avvolgimento è in filo tondo,con diametro del filo df = 0,8 mm, copre
interamente il nucleo e funziona con densità di corrente 4 A/mm2
Trascurando il campo esterno al solenoide, calcolare la forza magnetizzante, il flusso
magnetico, l’induzione magnetica, la permeanza, la riluttanza e l’induttanza.
[Risultati: H = 2500 A/m ; Φ = 3,95 μWb; μ B = 3,14 mT;
= 5,26 × 10–9 H;
= 190 × 10^6 H–1; L = 0,741 mH]
Esercizio 5
In un solenoide rettilineo la bobina elettrica, avente 333 spire, è montata su un nucleo di
materiale magnetico avente permeabilità magnetica costante, con μr = 2500, di lunghezza
20 cm e diametro 8 cm. Calcolare la corrente necessaria per produrre l’induzione magnetica
di 1,2 T, il flusso magnetico, l’induttanza del solenoide, l’energia magnetica totale e specifica.
[Risultati: I = 0,23 A; Φ = 6,03 mWb; L = 8,73 H; W = 0,231 J; Ws = 229,3 —J/m3]
Esercizio 6
Un induttore ha L = 0,1 H e N = 250 spire. Calcolare la corrente necessaria affinché esso
accumuli un’energia magnetica pari a 1,25 J. Calcolare inoltre il flusso magnetico, la f.m.m.,
la permeanza e la riluttanza magnetiche.
[Risultati: I = 5 A; Φ = 2 mWb; Fm= 1250 Asp;
= 1,6 μH;
= 625 × 10^3 H^-1]
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