Apakah daya magnetomotif, hukum Hopkinson
Pada separuh kedua abad ke-19, ahli fizik Inggeris John Hopkinson dan abangnya Edward Hopkinson, membangunkan teori umum litar magnetik, memperoleh formula matematik yang dipanggil "rumus Hopkinson" atau hukum Hopkinson, yang merupakan analog kepada undang-undang Ohm (digunakan untuk mengira litar elektrik).
Jadi, jika undang-undang klasik Ohm secara matematik menerangkan hubungan antara arus dan daya gerak elektrik (EMF), hukum Hopkinson juga menyatakan hubungan antara fluks magnet dan apa yang dipanggil. daya magnetomotif (MDF).
Akibatnya, ternyata begitu daya magnetomotif ialah kuantiti fizik yang mencirikan keupayaan arus elektrik untuk mencipta fluks magnet. Dan undang-undang Hopkinson dalam hal ini boleh berjaya digunakan dalam pengiraan litar magnet, kerana MDF dalam litar magnet adalah analog dengan EMF dalam litar elektrik. Tarikh penemuan undang-undang Hopkinson dianggap pada tahun 1886.
Magnitud daya magnetomotive (MDF) pada mulanya diukur dalam ampere atau, jika kita bercakap tentang gegelung dengan arus atau elektromagnet, maka untuk kemudahan pengiraan gunakan ungkapannya dalam lilitan ampere:
di mana: Fm ialah daya magnetomotif dalam gegelung [ampere * pusingan], N ialah bilangan lilitan dalam gegelung [pusing], I ialah jumlah arus dalam setiap lilitan gegelung [ampere].
Jika anda memasukkan nilai fluks magnet di sini, maka hukum Hopkinson untuk litar magnet akan mengambil bentuk:
di mana: Fm ialah daya magnetomotif dalam gegelung [ampere * pusingan], F ialah fluks magnet [weber] atau [henry * ampere], Rm ialah rintangan magnet bagi konduktor fluks magnet [ampere * pusing / weber] atau [ giliran / henry] .
Rumusan teks undang-undang Hopkinson pada asalnya adalah seperti berikut: "dalam litar magnet yang tidak bercabang, fluks magnet adalah berkadar terus dengan daya magnetomotif dan berkadar songsang dengan jumlah rintangan magnetik." Iaitu, undang-undang ini menentukan hubungan antara daya magnetomotif, keengganan dan fluks magnet dalam litar:
di sini: F ialah fluks magnet [weber] atau [henry * ampere], Fm ialah daya magnetomotif dalam gegelung [ampere * revolusi], Rm ialah rintangan magnet konduktor fluks magnet [ampere * revolusi / weber] atau [ giliran / henry] .
Di sini adalah penting untuk diperhatikan bahawa sebenarnya daya magnetomotive (MDF) mempunyai perbezaan asas daripada daya gerak elektrik (EMF), yang terdiri daripada fakta bahawa tiada zarah bergerak secara langsung dalam fluks magnet, manakala arus yang timbul di bawah tindakan EMF mengambil pergerakan zarah bercas, contohnya elektron dalam wayar logam. Walau bagaimanapun, idea MDS membantu menyelesaikan masalah pengiraan litar magnetik.
Pertimbangkan, sebagai contoh, litar magnet tidak bercabang yang merangkumi kuk luas keratan rentas S, sama sepanjang panjangnya, dan bahan kuk mempunyai kebolehtelapan magnet mu.
Jurang dalam kuk - bahan yang berbeza, kebolehtelapan magnet yang mu1. Gegelung yang diletakkan pada kuk mengandungi N lilitan, arus i mengalir melalui setiap lilitan gegelung. Kami menggunakan teorem peredaran medan magnet pada garis tengah kuk:
di mana: H ialah kekuatan medan magnet di dalam kuk, H1 ialah kekuatan medan magnet di dalam celah, l ialah panjang garis tengah aruhan kuk (tanpa celah), l1 ialah panjang celah.
Oleh kerana fluks magnet di dalam kuk dan di dalam jurang mempunyai nilai yang sama (disebabkan oleh kesinambungan garis aruhan magnet), selepas menulis Ф = BS dan В = mu * H, kami akan menulis kekuatan medan magnet dengan lebih terperinci , dan selepas menggantikan ini ke dalam formula di atas:
Adalah mudah untuk melihat bahawa, seperti EMF dalam undang-undang Ohm untuk litar elektrik, MDS
di sini memainkan peranan daya gerak elektrik dan rintangan magnet
peranan penentangan (dengan analogi dengan hukum Ohm klasik).