Oma likums magnētiskai ķēdei

Ja nebūtu magnētisko plūsmu, maz ticams, ka pastāvētu mūsdienu elektrotehnika. Ģeneratoru un elektromotoru, elektromagnētu un transformatoru, mērinstrumentu un Hola sensoru darbība balstās uz magnētiskā lauka izmantošanu un magnētiskās plūsmas īpašībām.

Lai koncentrētu un stiprinātu magnētisko plūsmu, viņi izmanto feromagnētiskos materiālus. Tiek ražoti feromagnētiskie materiāli magnētiskie serdeņi — nepieciešamo formu un izmēru ķermeņi, serdeņi viena vai cita izmēra magnētisko plūsmu virzīšanai vajadzīgajā virzienā. Tādus ķermeņus, kuru iekšpusē iet slēgtas magnētiskās indukcijas līnijas, sauc par magnētiskajām ķēdēm.

Zināmās magnētiskā lauka īpašības ļauj aprēķināt magnētiskās plūsmas dažādās magnētiskajās ķēdēs. Bet praktiskajam darbam daudz ērtāk ir ķerties pie vispārīgām sekām un magnētisko ķēžu likumiem, kas izriet no magnētiskā lauka likumiem, nevis katru reizi tieši izmantot šos likumus. Dažu noteikumu piemērošana magnētiskajām shēmām ir ērtāka tipisku praktisku problēmu risināšanai.

Piemēram, apsveriet vienkāršu magnētisko ķēdi, kas sastāv no nesazarota jūga ar šķērsgriezumu S, kas savukārt ir izgatavots no materiāla ar caurlaidība mu… Jūgam ir tāda paša laukuma S nemagnētiskā sprauga, piemēram, gaisa, un spraugas magnētiskā caurlaidība — mu1 — atšķiras no jūga magnētiskās caurlaidības. Šeit jūs varat apskatīt vidējo indukcijas līniju un piemērot tai magnētiskā sprieguma teorēmu:

Tā kā magnētiskās indukcijas līnijas ir nepārtrauktas visā ķēdē, magnētiskās plūsmas lielums gan jūgā, gan spraugā ir vienāds. Tagad mēs izmantojam formulas magnētiskā indukcija B un lai magnētiskā plūsma F izteiktu magnētiskā lauka stiprumu H magnētiskās plūsmas F izteiksmē.

Nākamais solis ir aizstāt iegūtās izteiksmes iepriekšminētajā magnētiskās plūsmas teorēmas formulā:

Mēs ieguvām formulu, kas ir ļoti līdzīga tai, kas zināma elektrotehnikā Oma likums slēgtas ķēdes posmam, un EML lomu šeit spēlē lielums iN, ko sauc par magnetomotīves spēku (vai MDF) pēc analoģijas ar elektromotora spēku. SI sistēmā magnetomotīves spēku mēra ampēros.

Summa saucējā nav nekas cits kā elektriskās ķēdes kopējās elektriskās pretestības līdzība, un magnētiskajai ķēdei to attiecīgi sauc par kopējo magnētisko pretestību. Termini saucējā ir atsevišķu magnētiskās ķēdes posmu magnētiskās pretestības.

Magnētiskās pretestības ir atkarīgas no magnētiskās ķēdes garuma, tās šķērsgriezuma laukuma un magnētiskās caurlaidības (līdzīgi kā elektriskā vadītspēja parastajam Oma likumam).Rezultātā jūs varat uzrakstīt Ohma likuma formulu tikai magnētiskajai ķēdei:

Tas ir, Ohma likuma formulējums attiecībā uz magnētisko ķēdi izklausās šādi: "magnētiskajā ķēdē bez atzarojuma magnētiskā plūsma ir vienāda ar MDS dalījuma koeficientu ar ķēdes kopējo magnētisko pretestību."

No formulām ir skaidrs, ka magnētiskā pretestība ZA mēra Vēbera ampēros, un magnētiskās ķēdes kopējā magnētiskā pretestība ir skaitliski vienāda ar šīs magnētiskās ķēdes daļu magnētisko pretestību summu.

Aprakstītā situācija attiecas uz nesazarotu magnētisko ķēdi, kas ietver neierobežotu skaitu detaļu, ar nosacījumu, ka magnētiskā plūsma secīgi iekļūst visās šajās daļās. Ja magnētiskie serdeņi ir savienoti virknē, tad kopējo magnētisko pretestību nosaka, saskaitot detaļu magnētiskās pretestības.

Apskatīsim tagad eksperimentu, kas parāda ķēdes daļu pretestības ietekmi uz ķēdes kopējo pretestību.U-veida magnētisko ķēdi magnetizē ar spoli 1, kas tiek padots (maiņstrāva) caur ampērmetru un reostatu. Sekundārajā tinumā 2 tiek inducēts EMF, un tinumam pievienotā voltmetra rādījumi, kā zināms, ir proporcionāli magnētiskajai plūsmai magnētiskajā ķēdē.

Ja tagad saglabāsit nemainīgu strāvu primārajā tinumā, regulējot to ar reostatu, un tajā pašā laikā piespiedīsit dzelzs plāksni pret augšējo magnētisko ķēdi, pēc tam, kad ķēdes kopējā magnētiskā pretestība tiks ievērojami samazināta, voltmetrs attiecīgi palielināsies.

Protams, iepriekš minētie termini, piemēram, "magnētiskā pretestība" un "magnetomotīves spēks", ir formāli jēdzieni, jo nekas magnētiskajā plūsmā nekustas, nav kustīgu daļiņu, tas ir tikai vizuāls attēlojums (kā šķidruma plūsmas modelis). skaidrāka izpratne par likumiem...

Iepriekš minētā eksperimenta un citu līdzīgu eksperimentu fiziskā nozīme ir saprast, kā nemagnētisko spraugu un magnētisko materiālu ievadīšana magnētiskajā ķēdē ietekmē magnētisko plūsmu magnētiskajā ķēdē.

Ievadot magnētiskajā ķēdē, piemēram, magnētu, mēs ķēdē jau esošajiem ķermeņiem pievienojam papildu molekulārās strāvas, kas ievada papildu magnētiskās plūsmas. Formālie jēdzieni, piemēram, «magnētiskā pretestība» un «magnētiskais spēks», izrādās ļoti ērti praktiskas problēmas risināšanā, tāpēc tos veiksmīgi izmanto elektrotehnikā.