Hva er magnetomotiv kraft, Hopkinsons lov

I andre halvdel av 1800-tallet utledet den engelske fysikeren John Hopkinson og broren Edward Hopkinson, som utviklet den generelle teorien om magnetiske kretsløp, en matematisk formel kalt "Hopkinsons formel" eller Hopkinsons lov, som er en analog av Ohms lov (brukt for å beregne elektriske kretser).

Så hvis Ohms klassiske lov matematisk beskriver forholdet mellom strøm og elektromotorisk kraft (EMF), uttrykker Hopkinsons lov på samme måte forholdet mellom magnetisk fluks og den s.k. magnetomotiv kraft (MDF).

Som et resultat viste det seg at magnetomotiv kraft er en fysisk størrelse som karakteriserer elektriske strømmers evne til å skape magnetiske flukser. Og Hopkinsons lov i denne forbindelse kan med hell brukes i beregninger av magnetiske kretser, siden MDF i magnetiske kretser er analog med EMF i elektriske kretser. Datoen for oppdagelsen av Hopkinsons lov anses å være 1886.

Størrelsen på den magnetomotoriske kraften (MDF) måles i utgangspunktet i ampere, eller hvis vi snakker om en spole med en strøm eller en elektromagnet, bruk uttrykket i ampere-svinger for enkelhets skyld i beregninger:

hvor: Fm er den magnetomotoriske kraften i spolen [ampere * omdreining], N er antall vindinger i spolen [omdreining], I er mengden strøm i hver av vindingene på spolen [ampere].

Hvis du skriver inn den magnetiske fluksverdien her, vil Hopkinsons lov for den magnetiske kretsen ha formen:

hvor: Fm er den magnetomotoriske kraften i spolen [ampere * omdreining], F er den magnetiske fluksen [weber] eller [henry * ampere], Rm er den magnetiske motstanden til den magnetiske flukslederen [ampere * tur / weber] eller [ snu / henry] .

Den tekstlige formuleringen av Hopkinsons lov var opprinnelig som følger: "i en uforgrenet magnetisk krets er den magnetiske fluksen direkte proporsjonal med den magnetomotoriske kraften og omvendt proporsjonal med den totale magnetiske motstanden." Det vil si at denne loven bestemmer forholdet mellom magnetomotorisk kraft, reluktans og magnetisk fluks i kretsen:

her: F er den magnetiske fluksen [weber] eller [henry * ampere], Fm er den magnetomotoriske kraften i spolen [ampere * omdreining], Rm er den magnetiske motstanden til den magnetiske flukslederen [ampere * omdreining / weber] eller [ snu / henry] .

Her er det viktig å merke seg at faktisk den magnetomotoriske kraften (MDF) har en grunnleggende forskjell fra den elektromotoriske kraften (EMF), som består i at ingen partikler beveger seg direkte i den magnetiske fluksen, mens strømmen som oppstår under påvirkning av EMF tar bevegelsen til ladede partikler, for eksempel elektroner i metalltråder. Imidlertid hjelper ideen om MDS med å løse problemene med å beregne magnetiske kretser.

Tenk for eksempel på en uforgrenet magnetisk krets som inkluderer et åk med tverrsnittsareal S, det samme over hele lengden, og materialet til åket har en magnetisk permeabilitet mu.

Gap i åk - forskjellig materiale, magnetisk permeabilitet hvilken mu1. Spolen plassert på åket inneholder N vindinger, en strøm i flyter gjennom hver av vindingene til spolen. Vi bruker magnetfeltsirkulasjonsteoremet på senterlinjen til åket:

hvor: H er magnetfeltstyrken inne i åket, H1 er magnetfeltstyrken inne i gapet, l er senterlinjelengden til åkets induksjon (uten gapet), l1 er lengden på gapet.

Siden den magnetiske fluksen inne i åket og inne i gapet har samme verdi (på grunn av kontinuiteten til de magnetiske induksjonslinjene), etter å ha skrevet Ф = BS og В = mu * H, vil vi skrive ned magnetfeltstyrken mer detaljert , og etter å erstatte dette med formelen ovenfor:

Det er lett å se at, som EMF i Ohms lov for elektriske kretser, MDS

her spiller rollen som elektromotorisk kraft og magnetisk motstand

rollen til motstand (i analogi med klassisk Ohms lov).