În figura 1 este reprezentată o secţiune transversală a unui difuzor electrodinamic. Acest dispozitiv, caracterizat de simetrie circulară, are în componenţă:

• un miez din material feromagnetic;
• un magnet permanent pe direcţia axială (respectiv în lungul axei );
• o bobină mobilă ce are spire, situate în mijlocul întrefierului.

Bobina mobilă, solidară cu membrana, comandă mişcarea acesteia, în scopul creării undelor de presiune şi deci a sunetului.

• este raza medie a întrefierului şi deci, raza spirelor bobinei mobile;
• este întrefierul;
• este lungimea axială a întrefierului;
• este lungimea axială a bobinei;
• este lungimea axială a magnetului permanent.

Se va presupune că punctul de funcţionare a magnetului permanent se află în zona liniară, ce poate fi aproximată cu dreapta de ecuaţie .

Forţa pe care bobina mobilă, parcursă de curentul , o exercită asupra membranei este în cea mai mare parte de origine electrodinamică. Ea este rezultatul interacţiunii curentului cu câmpul creat de magnetul permanent (şi deci, cu fluxul intersectat de bobină). Mai există şi o componentă reluctantă a forţei, datorată variaţiei inductanţei proprii a bobinei, în funcţie de poziţia sa. Această componentă este practic neglijabilă, faţă de cea de origine electrodinamică.

1.

Calculaţi forţa de origine electrodinamică care se exercită asupra bobinei, în sensul pozitiv al axei x, atunci când ea este parcursă de curentul i şi rămâne în întregime în întrefier (se va considera că permeabilitatea fierului este infinită, întrefierul este mic, iar magnetizarea magnetului permanent este uniformă).

Răspuns >>

2.

Calculaţi forţa de origine reluctantă care se exercită asupra bobinei mobile, atunci când este parcursă de curentul i folosind relaţia , unde L_b este inductanţa proprie a bobinei. Estimarea acestei forţe se va face presupunând că lungimea bobinei este neglijabilă (toate spirele sunt concentrate în poziţia x_b) şi că magnetul este considerat un mediu cu permeabilitate m₀.

Răspuns >>