Hukum Ohm untuk litar magnet

Jika tiada fluks magnet, tidak mungkin kejuruteraan elektrik moden akan wujud. Operasi penjana dan motor elektrik, elektromagnet dan transformer, alat pengukur dan penderia Hall adalah berdasarkan penggunaan medan magnet dan sifat fluks magnet.

Untuk menumpukan dan menguatkan fluks magnet, mereka menggunakan bahan feromagnetik. Bahan feromagnetik dihasilkan teras magnet — badan daripada bentuk dan saiz yang diperlukan, teras untuk mengarahkan fluks magnet satu atau saiz lain ke arah yang diperlukan. Badan sedemikian, di dalamnya di mana garisan tertutup induksi magnetik lulus, dipanggil litar magnetik.

Sifat medan magnet yang diketahui memungkinkan untuk mengira fluks magnet dalam pelbagai litar magnet. Tetapi untuk kerja amali, adalah lebih mudah untuk menggunakan akibat umum dan undang-undang litar magnet yang diperoleh daripada undang-undang medan magnet, dan bukannya menggunakan undang-undang ini secara langsung setiap kali. Menggunakan peraturan tertentu pada litar magnet adalah lebih mudah untuk menyelesaikan masalah praktikal biasa.

Sebagai contoh, pertimbangkan litar magnet ringkas yang terdiri daripada kuk tidak bercabang keratan rentas S, yang seterusnya diperbuat daripada bahan dengan kebolehtelapan mu… Kuk mempunyai jurang bukan magnetik bagi kawasan yang sama S, contohnya udara, dan kebolehtelapan magnet dalam jurang — mu1 — berbeza daripada kebolehtelapan magnet kuk. Di sini anda boleh melihat garis min aruhan dan menggunakan teorem tegangan magnet kepadanya:

Oleh kerana garis aruhan magnet adalah berterusan sepanjang litar, magnitud fluks magnet dalam kedua-dua kuk dan jurang adalah sama. Sekarang kita menggunakan formula untuk aruhan magnet B dan bagi fluks magnet F untuk menyatakan kekuatan H medan magnet dalam sebutan fluks magnet F.

Langkah seterusnya adalah untuk menggantikan ungkapan yang terhasil ke dalam formula di atas teorem fluks magnet:

Kami memperoleh formula yang hampir sama dengan yang diketahui dalam kejuruteraan elektrik Hukum Ohm untuk bahagian litar tertutup, dan peranan EMF di sini dimainkan oleh kuantiti iN, dipanggil daya magnetomotif (atau MDF) dengan analogi dengan daya gerak elektrik. Dalam sistem SI, daya magnetomotif diukur dalam ampere.

Jumlah dalam penyebut tidak lebih daripada analogi jumlah rintangan elektrik untuk litar elektrik, dan untuk litar magnet ia dipanggil jumlah rintangan magnet dengan sewajarnya. Istilah dalam penyebut ialah rintangan magnet bagi bahagian individu litar magnetik.

Rintangan magnet bergantung pada panjang litar magnet, luas keratan rentasnya, dan kebolehtelapan magnet (serupa dengan kekonduksian elektrik untuk hukum Ohm biasa).Akibatnya, anda boleh menulis formula hukum Ohm, hanya untuk litar magnet:

Iaitu, rumusan hukum Ohm berhubung dengan litar magnet berbunyi seperti ini: «dalam litar magnet tanpa bercabang, fluks magnet adalah sama dengan hasil bahagi MDS dengan jumlah rintangan magnet litar.»

Ia jelas daripada formula bahawa rintangan magnet di NE diukur dalam ampere weber, dan jumlah rintangan magnet bagi litar magnet secara berangka sama dengan jumlah rintangan magnet bahagian-bahagian litar magnet itu.

Situasi yang diterangkan adalah sah untuk litar magnet tidak bercabang yang merangkumi sebarang bilangan bahagian, dengan syarat fluks magnet menembusi semua bahagian ini secara berturut-turut. Jika teras magnet disambungkan secara bersiri, maka jumlah rintangan magnet ditemui dengan menambah rintangan magnet bahagian.

Pertimbangkan sekarang satu eksperimen yang menunjukkan kesan keengganan bahagian litar ke atas jumlah keengganan litar. Litar magnet berbentuk U dimagnetkan oleh gegelung 1, yang disuap (arus ulang alik) melalui ammeter dan reostat. EMF teraruh dalam belitan sekunder 2, dan bacaan voltmeter yang disambungkan kepada belitan, seperti yang anda ketahui, adalah berkadar dengan fluks magnet dalam litar magnetik.

Jika anda kini mengekalkan arus dalam belitan primer tidak berubah dengan mengawalnya dengan reostat, dan pada masa yang sama tekan plat besi terhadap litar magnet di atas, selepas jumlah rintangan magnet litar akan dikurangkan dengan banyak, bacaan bagi voltmeter akan meningkat dengan sewajarnya.

Sudah tentu, istilah di atas, seperti "rintangan magnet" dan "daya magnetomotif", adalah konsep formal, kerana tiada apa-apa dalam fluks magnet yang bergerak, tiada zarah bergerak, ia hanya perwakilan visual (seperti model aliran bendalir) daripada pemahaman yang lebih jelas tentang undang-undang...

Maksud fizikal eksperimen di atas dan eksperimen lain yang serupa adalah untuk memahami bagaimana pengenalan celah bukan magnet dan bahan magnet ke dalam litar magnet mempengaruhi fluks magnet dalam litar magnet.

Dengan memperkenalkan, sebagai contoh, magnet ke dalam litar magnet, kami menambah arus molekul tambahan kepada badan yang telah terkandung dalam litar, yang memperkenalkan fluks magnet tambahan. Konsep formal seperti «rintangan magnet» dan «daya magnetomotif» terbukti sangat mudah apabila menyelesaikan masalah praktikal, itulah sebabnya ia berjaya digunakan dalam kejuruteraan elektrik.