Охмов закон за магнетно коло

Да није било магнетних флукса, мало је вероватно да би савремена електротехника постојала. Рад генератора и електромотора, електромагнета и трансформатора, мерних инструмената и Холових сензора заснива се на коришћењу магнетног поља и својстава магнетног флукса.

Да би концентрисали и ојачали магнетни флукс, прибегавају употреби феромагнетних материјала. Производи се феромагнетни материјали магнетна језгра — тела потребних облика и величина, језгра за усмеравање магнетних флуксова једне или друге величине у потребном правцу. Таква тела, унутар којих пролазе затворене линије магнетне индукције, називају се магнетна кола.

Позната својства магнетног поља омогућавају израчунавање магнетних флуксова у различитим магнетним колима. Али за практичан рад је много згодније прибегавати општим последицама и законима магнетних кола изведених из закона магнетног поља, уместо да се сваки пут директно користе ове законе. Примена одређених правила на магнетна кола је погоднија за решавање типичних практичних проблема.

На пример, размотрите једноставно магнетно коло које се састоји од неразгранатог јарма попречног пресека С, који је заузврат направљен од материјала са пермеабилити му… Јарам има немагнетни зазор исте површине С, на пример ваздух, а магнетна пермеабилност у процепу — му1 — се разликује од магнетне пермеабилности јарма. Овде можете погледати средњу линију индукције и применити теорему о магнетној напетости на њу:

Пошто су линије магнетне индукције непрекидне у целом колу, величина магнетног флукса и у јарму и у зазору је иста. Сада користимо формуле за магнетна индукција Б и да би магнетни флукс Ф изразио јачину Х магнетног поља у терминима магнетног флукса Ф.

Следећи корак је да се добијени изрази замени у горњу формулу теореме о магнетном флуксу:

Добили смо формулу веома сличну оној познатој у електротехници Омов закон за део затвореног кола, а улогу ЕМФ-а овде игра величина иН, названа магнетомоторна сила (или МДФ) по аналогији са електромоторном силом. У систему СИ магнетомоторна сила се мери у амперима.

Збир у имениоцу није ништа друго до аналогија укупног електричног отпора за електрично коло, а за магнетно коло се према томе назива укупни магнетни отпор. Чланови у имениоцу су магнетни отпори појединих делова магнетног кола.

Магнетни отпори зависе од дужине магнетног кола, његове површине попречног пресека и магнетне пермеабилности (слично електричној проводљивости за уобичајени Омов закон).Као резултат, можете написати формулу Охмовог закона, само за магнетно коло:

То јест, формулација Охмовог закона у односу на магнетно коло звучи овако: «у магнетном колу без гранања, магнетни флукс је једнак количнику поделе МДС-а на укупни магнетни отпор кола.»

Из формула је очигледно да је магнетни отпор у НЕ се мери у веберовим амперима, а укупни магнетни отпор магнетног кола је бројчано једнак збиру магнетних отпора делова тог магнетног кола.

Описана ситуација важи за неразгранано магнетно коло које укључује било који број делова, под условом да магнетни флукс сукцесивно продире у све те делове. Ако су магнетна језгра повезана у серију, онда се укупни магнетни отпор налази сабирањем магнетних отпора делова.

Размотримо сада експеримент који показује утицај релуктанције делова кола на укупну релуктанцију кола.Магнетно коло у облику слова У магнетише калем 1, који се напаја (наизменична струја) преко амперметра и реостата. ЕМФ се индукује у секундарном намотају 2, а очитавања волтметра спојеног на намотај, као што знате, пропорционална су магнетном флуксу у магнетном колу.

Ако сада задржите струју у примарном намотају непромењеном тако што ћете је регулисати реостатом и истовремено притиснути гвоздену плочу на магнетно коло изнад, након што ће се укупни магнетни отпор кола знатно смањити, очитавање волтметар ће се сходно томе повећати.

Наравно, горњи термини, као што су „магнетороотпор“ и „магнетомоторна сила“, су формални концепти, пошто се ништа у магнетном флуксу не креће, нема покретних честица, то је само визуелна репрезентација (попут модела тока флуида) јасније разумевање закона...

Физичко значење горњег експеримента и других сличних експеримената је да се разуме како увођење немагнетних празнина и магнетних материјала у магнетно коло утиче на магнетни флукс у магнетном колу.

Увођењем, на пример, магнета у магнетно коло, телима која се већ налазе у колу додајемо додатне молекуларне струје које уводе додатне магнетне флуксове. Формални концепти као што су «магнетни отпор» и «магнетомоторна сила» показују се као веома згодни при решавању практичног проблема, због чега се успешно користе у електротехници.