Vad är magnetomotorisk kraft, Hopkinsons lag
Under andra hälften av 1800-talet härledde den engelske fysikern John Hopkinson och hans bror Edward Hopkinson, som utvecklade den allmänna teorin om magnetiska kretsar, en matematisk formel som kallas "Hopkinsons formel" eller Hopkinsons lag, som är en analog till Ohms lag (används). för att beräkna elektriska kretsar).
Så, om Ohms klassiska lag matematiskt beskriver förhållandet mellan ström och elektromotorisk kraft (EMF), så uttrycker Hopkinsons lag på liknande sätt förhållandet mellan magnetiskt flöde och s.k. magnetomotorisk kraft (MDF).
Som ett resultat visade det sig att magnetomotorisk kraft är en fysisk storhet som kännetecknar elektriska strömmars förmåga att skapa magnetiska flöden. Och Hopkinsons lag i detta avseende kan framgångsrikt användas i beräkningar av magnetiska kretsar, eftersom MDF i magnetiska kretsar är analog med EMF i elektriska kretsar. Datumet för upptäckten av Hopkinsons lag anses vara 1886.
Storleken på den magnetomotoriska kraften (MDF) mäts initialt i ampere eller, om vi talar om en spole med en ström eller en elektromagnet, använd sedan dess uttryck i amperevarv för beräkningarnas bekvämlighet:
där: Fm är den magnetomotoriska kraften i spolen [ampere * varv], N är antalet varv i spolen [varv], I är mängden ström i vart och ett av varven på spolen [ampere].
Om du anger det magnetiska flödesvärdet här, kommer Hopkinsons lag för den magnetiska kretsen att ta formen:
där: Fm är den magnetomotoriska kraften i spolen [ampere * varv], F är magnetflödet [weber] eller [henry * ampere], Rm är magnetflödesledarens magnetiska motstånd [ampere * varv / weber] eller [ sväng / henry] .
Den textmässiga formuleringen av Hopkinsons lag var ursprungligen följande: "i en ogrenad magnetisk krets är det magnetiska flödet direkt proportionellt mot den magnetomotoriska kraften och omvänt proportionell mot det totala magnetiska motståndet." Det vill säga denna lag bestämmer förhållandet mellan magnetomotorisk kraft, reluktans och magnetiskt flöde i kretsen:
här: F är det magnetiska flödet [weber] eller [henry * ampere], Fm är den magnetomotoriska kraften i spolen [ampere * varv], Rm är magnetflödets magnetiska motstånd [ampere * varv / weber] eller [ sväng / henry] .
Här är det viktigt att notera att den magnetomotoriska kraften (MDF) faktiskt har en fundamental skillnad från den elektromotoriska kraften (EMF), som består i det faktum att inga partiklar rör sig direkt i det magnetiska flödet, medan strömmen som uppstår under verkan av EMF tar rörelsen av laddade partiklar, till exempel elektroner i metalltrådar. Men idén med MDS hjälper till att lösa problemen med att beräkna magnetiska kretsar.
Betrakta till exempel en ogrenad magnetisk krets som inkluderar ett ok med tvärsnittsarea S, lika över hela sin längd, och materialet i oket har en magnetisk permeabilitet mu.
Gap in oke - olika material, magnetisk permeabilitet vilken mu1. Spolen placerad på oket innehåller N varv, en ström i flyter genom vart och ett av spolens varv. Vi applicerar magnetfältets cirkulationssats på okets mittlinje:
där: H är magnetfältstyrkan inuti oket, H1 är magnetfältstyrkan inuti gapet, l är centrumlinjelängden på okinduktionen (utan gapet), l1 är gapets längd.
Eftersom det magnetiska flödet inuti oket och inuti gapet har samma värde (på grund av kontinuiteten hos de magnetiska induktionslinjerna), efter att ha skrivit Ф = BS och В = mu * H, kommer vi att skriva ner magnetfältets styrka mer detaljerat , och efter att ha ersatt detta med formeln ovan:
Det är lätt att se att, liksom EMF i Ohms lag för elektriska kretsar, MDS
här spelar rollen av elektromotorisk kraft och magnetiskt motstånd
motståndets roll (i analogi med klassisk Ohms lag).