Mis on magnetomotoorjõud, Hopkinsoni seadus

Inglise füüsik John Hopkinson ja tema vend Edward Hopkinson tuletasid 19. sajandi teisel poolel magnetahelate üldist teooriat arendades matemaatilise valemi nimega "Hopkinsoni valem" ehk Hopkinsoni seadus, mis on Ohmi seaduse analoog (kasutatud elektriahelate arvutamiseks).

Niisiis, kui Ohmi klassikaline seadus kirjeldab matemaatiliselt voolu ja elektromotoorjõu (EMF) vahelist suhet, siis Hopkinsoni seadus väljendab samamoodi seost magnetvoo ja nn. magnetomotoorjõud (MDF).

Selle tulemusena selgus, et magnetomotoorjõud on füüsikaline suurus, mis iseloomustab elektrivoolude võimet tekitada magnetvooge. Ja selles osas saab Hopkinsoni seadust edukalt kasutada magnetahelate arvutamisel, kuna magnetahelate MDF on analoogne elektriahelate EMF-iga. Hopkinsoni seaduse avastamise kuupäevaks peetakse 1886. aastat.

Magnetomotoorjõu (MDF) suurust mõõdetakse algselt amprites või kui me räägime voolu või elektromagnetiga mähist, siis arvutuste mugavuse huvides kasutage selle väljendust amprites:

kus: Fm on magnetomotoorjõud mähises [amper * pööre], N on keerdude arv mähises [pööre], I on voolutugevus mähise igas pöördes [amper].

Kui sisestate siia magnetvoo väärtuse, on magnetahela Hopkinsoni seadus järgmine:

kus: Fm on magnetomotoorjõud mähises [amper * pööre], F on magnetvoog [weber] või [henry * amper], Rm on magnetvoo juhi magnettakistus [amper * pööre / weber] või [ turn / henry] .

Hopkinsoni seaduse tekstiline sõnastus oli algselt järgmine: "hargnemata magnetahelas on magnetvoog otseselt võrdeline magnetomotoorjõuga ja pöördvõrdeline kogu magnettakistusega." See tähendab, et see seadus määrab magnetomotoorjõu, vastumeelsuse ja magnetvoo vahelise seose ahelas:

siin: F on magnetvoog [weber] või [henry * amper], Fm on magnetomotoorjõud mähises [amper * pööre], Rm on magnetvoo juhi magnettakistus [amper * pööre / weber] või [ turn / henry] .

Siin on oluline märkida, et tegelikult on magnetomotoorjõul (MDF) põhimõtteline erinevus elektromotoorjõust (EMF), mis seisneb selles, et ükski osake ei liigu otse magnetvoos, samas kui vool tekib magnetvoo toimel. EMF võtab vastu laetud osakeste, näiteks elektronide liikumist metalljuhtmetes. MDS-i idee aitab aga lahendada magnetahelate arvutamise probleeme.

Vaatleme näiteks hargnemata magnetahelat, mis sisaldab ike ristlõikepindalaga S, kogu pikkuses sama ja ikke materjalil on magnetiline läbilaskvus mu.

Vahe ikkes - erinev materjal, magnetiline läbilaskvus mis mu1. Rikkele asetatud mähis sisaldab N pööret, mähise iga pöörde kaudu voolab vool i. Rakendame magnetvälja tsirkulatsiooni teoreemi ikke keskjoonele:

kus: H on magnetvälja tugevus ikke sees, H1 on magnetvälja tugevus pilu sees, l on ikke induktsiooni keskjoone pikkus (ilma piluta), l1 on pilu pikkus.

Kuna ikke sees ja pilu sees olev magnetvoog on sama väärtusega (tulenevalt magnetinduktsiooni joonte pidevusest), siis pärast Ф = BS ja В = mu * H kirjutamist paneme magnetvälja tugevuse üksikasjalikumalt kirja. ja pärast seda asendage see ülaltoodud valemiga:

On lihtne näha, et nagu EMF elektriahelate Ohmi seaduses, MDS

siin mängib elektromotoorjõu ja magnettakistuse rolli

vastupanu roll (analoogia põhjal klassikalise Ohmi seadusega).