Kas yra magnetinė jėga, Hopkinsono dėsnis

XIX amžiaus antroje pusėje anglų fizikas Johnas Hopkinsonas ir jo brolis Edwardas Hopkinsonas, kurdami bendrąją magnetinių grandinių teoriją, išvedė matematinę formulę, pavadintą „Hopkinsono formule“ arba Hopkinsono dėsniu, kuris yra Ohmo dėsnio analogas (vartotas elektros grandinėms apskaičiuoti).

Taigi, jei klasikinis Ohmo dėsnis matematiškai apibūdina ryšį tarp srovės ir elektrovaros jėgos (EMF), Hopkinsono dėsnis panašiai išreiškia ryšį tarp magnetinio srauto ir vadinamojo. magnetinė varomoji jėga (MDF).

Dėl to paaiškėjo, kad magnetovaros jėga yra fizikinis dydis, apibūdinantis elektros srovių gebėjimą sukurti magnetinius srautus. Ir Hopkinsono dėsnis šiuo atžvilgiu gali būti sėkmingai naudojamas skaičiuojant magnetines grandines, nes MDF magnetinėse grandinėse yra analogiškas EMF elektros grandinėse. Hopkinsono dėsnio atradimo data laikoma 1886 m.

Magnetovaros jėgos (MDF) dydis iš pradžių matuojamas amperais arba, jei kalbame apie ritę su srove arba elektromagnetu, tada skaičiavimų patogumui naudokite jo išraišką amperais:

čia: Fm – magnetovaros jėga ritėje [amperas * apsisukimas], N – ritės apsisukimų skaičius [apsukimas], I – srovės kiekis kiekviename ritės posūkyje [amperas].

Jei čia įvesite magnetinio srauto vertę, Hopkinsono dėsnis magnetinei grandinei bus tokia:

čia: Fm yra magnetovaros jėga ritėje [amperas * posūkis], F yra magnetinis srautas [weber] arba [henry * amperas], Rm yra magnetinio srauto laidininko magnetinė varža [amperas * posūkis / Weberis] arba [ pasukti / Henrikas] .

Tekstinė Hopkinsono dėsnio formuluotė iš pradžių buvo tokia: „nešakotoje magnetinėje grandinėje magnetinis srautas yra tiesiogiai proporcingas magnetovaros jėgai ir atvirkščiai proporcingas bendrai magnetinei varžai“. Tai reiškia, kad šis dėsnis nustato ryšį tarp magnetovaros jėgos, pasipriešinimo ir magnetinio srauto grandinėje:

čia: F yra magnetinis srautas [Weber] arba [henry * ampere], Fm yra magnetinė jėga ritėje [amperas * apsisukimas], Rm yra magnetinio srauto laidininko magnetinė varža [amper * apsisukimas / Weber] arba [ pasukti / Henrikas] .

Čia svarbu pažymėti, kad iš tikrųjų magnetovaros jėga (MDF) turi esminį skirtumą nuo elektrovaros jėgos (EMF), kuri susideda iš to, kad jokios dalelės nejuda tiesiogiai magnetiniame sraute, o srovė atsiranda veikiant EMF perima įkrautų dalelių, pavyzdžiui, elektronų metalinėse laidose, judėjimą. Tačiau MDS idėja padeda išspręsti magnetinių grandinių skaičiavimo problemas.

Paimkime, pavyzdžiui, nešakotą magnetinę grandinę, kuri apima S skerspjūvio ploto jungą, vienodą per visą ilgį, o jungo medžiaga turi magnetinį laidumą mu.

Tarpas junge - skirtingos medžiagos, magnetinis pralaidumas kuris mu1. Ant jungo uždėtoje ritėje yra N apsisukimų, per kiekvieną ritės apsisukimą teka srovė i. Jungo vidurinei linijai taikome magnetinio lauko cirkuliacijos teoremą:

čia: H – magnetinio lauko stiprumas jungo viduje, H1 – magnetinio lauko stiprumas tarpo viduje, l – jungo indukcijos vidurio linijos ilgis (be tarpo), l1 – tarpo ilgis.

Kadangi magnetinis srautas jungo viduje ir tarpo viduje turi vienodą reikšmę (dėl magnetinės indukcijos linijų tęstinumo), parašę Ф = BS ir В = mu * H, magnetinio lauko stiprumą užrašysime plačiau. , o po to pakeiskite tai aukščiau pateikta formule:

Nesunku pastebėti, kad MDS, kaip ir Omo dėsnio elektros grandinėms, EMF

čia atlieka elektrovaros ir magnetinio pasipriešinimo vaidmenį

pasipriešinimo vaidmuo (pagal analogiją su klasikiniu Omo dėsniu).