Manyetomotiv kuvvet nedir, Hopkinson yasası

19. yüzyılın ikinci yarısında, manyetik devrelerin genel teorisini geliştiren İngiliz fizikçi John Hopkinson ve kardeşi Edward Hopkinson, "Hopkinson formülü" veya Ohm yasasının (kullanılan elektrik devrelerini hesaplamak için).

Dolayısıyla, Ohm'un klasik yasası akım ve elektromotor kuvvet (EMF) arasındaki ilişkiyi matematiksel olarak tanımlıyorsa, Hopkinson yasası da benzer şekilde manyetik akı ile sözde güç arasındaki ilişkiyi ifade eder. manyetomotor kuvvet (MDF).

Sonuç olarak, ortaya çıktı ki manyetomotiv kuvvet, elektrik akımlarının manyetik akı oluşturma yeteneğini karakterize eden fiziksel bir niceliktir. Ve bu bağlamda Hopkinson yasası, manyetik devrelerin hesaplanmasında başarıyla kullanılabilir, çünkü manyetik devrelerdeki MDF, elektrik devrelerindeki EMF'ye benzer. Hopkinson yasasının keşfedilme tarihi 1886 olarak kabul edilir.

Manyetomotor kuvvetinin (MDF) büyüklüğü başlangıçta amper cinsinden ölçülür veya akım veya elektromıknatıslı bir bobinden bahsediyorsak, hesaplama kolaylığı için ifadesini amper-dönüşlerde kullanın:

burada: Fm, bobindeki manyetomotor kuvvettir [amper * dönüş], N, bobindeki dönüş sayısıdır [dönüş], I, bobinin her bir dönüşündeki akım miktarıdır [amper].

Buraya manyetik akı değerini girerseniz, Hopkinson'ın manyetik devre yasası şu şekli alacaktır:

burada: Fm, bobindeki manyetomotor kuvvet [amper * dönüş], F manyetik akı [weber] veya [henry * amper], Rm manyetik akı iletkeninin manyetik direnci [amper * dönüş / weber] veya [ çevir / henry] .

Hopkinson yasasının metinsel formülasyonu başlangıçta şuydu: "dallanmamış bir manyetik devrede, manyetik akı, manyetomotor kuvvetle doğru orantılıdır ve toplam manyetik dirençle ters orantılıdır." Yani, bu yasa devredeki manyetomotor kuvvet, relüktans ve manyetik akı arasındaki ilişkiyi belirler:

burada: F manyetik akı [weber] veya [henry * amper], Fm bobindeki manyetomotor kuvvet [amper * devir], Rm manyetik akı iletkeninin manyetik direnci [amper * devir / weber] veya [ çevir / henry] .

Burada, aslında manyetomotor kuvvetinin (MDF), elektromotor kuvvetinden (EMF) temel bir farklılığa sahip olduğuna dikkat etmek önemlidir; EMF, örneğin metal tellerdeki elektronlar gibi yüklü parçacıkların hareketini alır. Bununla birlikte, MDS fikri, manyetik devreleri hesaplama problemlerini çözmeye yardımcı olur.

Örneğin, uzunluğu boyunca aynı olan S kesit alanına sahip bir boyunduruğu içeren ve boyunduruğun malzemesinin bir manyetik geçirgenliğe mu sahip olduğu dallanmamış bir manyetik devreyi ele alalım.

Boyunduruktaki boşluk - farklı malzeme, manyetik geçirgenlik hangi mu1. Boyunduruk üzerine yerleştirilen bobin N dönüş içerir, bobinin her dönüşünden bir i akımı geçer. Manyetik alan dolaşım teoremini boyunduruğun merkez çizgisine uyguluyoruz:

burada: H boyunduruk içindeki manyetik alan kuvvetidir, H1 boşluk içindeki manyetik alan kuvvetidir, l boyunduruk indüksiyonunun (boşluk olmadan) merkez hattı uzunluğudur, l1 boşluğun uzunluğudur.

Boyunduruk içindeki ve boşluk içindeki manyetik akı aynı değere sahip olduğundan (manyetik indüksiyon hatlarının sürekliliğinden dolayı), Ф = BS ve В = mu * H yazdıktan sonra, manyetik alan şiddetini daha ayrıntılı olarak yazacağız. ve bunu yukarıdaki formülde yerine koyduktan sonra:

Elektrik devreleri için Ohm kanunundaki EMF gibi, MDS'nin de öyle olduğunu görmek kolaydır.

burada elektromotor kuvveti ve manyetik direncin rolünü oynar

direncin rolü (analoji ile klasik Ohm kanunu ile).