Apa itu gaya gerak magnet, hukum Hopkinson

Pada paruh kedua abad ke-19, fisikawan Inggris John Hopkinson dan saudaranya Edward Hopkinson, mengembangkan teori umum sirkuit magnetik, memperoleh rumus matematika yang disebut "rumus Hopkinson" atau hukum Hopkinson, yang merupakan analog dari hukum Ohm (digunakan menghitung rangkaian listrik).

Jadi, jika hukum klasik Ohm secara matematis menggambarkan hubungan antara arus dan gaya gerak listrik (EMF), hukum Hopkinson juga mengungkapkan hubungan antara fluks magnet dan apa yang disebut gaya gerak magnet (MDF).

Alhasil, ternyata begitu gaya gerak magnet adalah kuantitas fisik yang mencirikan kemampuan arus listrik untuk menciptakan fluks magnet. Dan hukum Hopkinson dalam hal ini dapat berhasil digunakan dalam perhitungan sirkuit magnetik, karena MDF di sirkuit magnetik analog dengan EMF di sirkuit listrik. Tanggal penemuan hukum Hopkinson dianggap tahun 1886.

Besarnya gaya gerak magnet (MDF) awalnya diukur dalam ampere atau, jika kita berbicara tentang kumparan dengan arus atau elektromagnet, maka untuk kenyamanan perhitungan gunakan ekspresinya dalam putaran ampere:

dimana: Fm adalah gaya gerak magnet pada kumparan [ampere * putaran], N adalah jumlah putaran pada kumparan [putaran], I adalah jumlah arus pada setiap putaran kumparan [ampere].

Jika Anda memasukkan nilai fluks magnet di sini, maka hukum Hopkinson untuk rangkaian magnet akan berbentuk:

dimana: Fm adalah gaya gerak magnet pada kumparan [ampere * belokan], F adalah fluks magnet [weber] atau [henry * ampere], Rm adalah hambatan magnet penghantar fluks magnet [ampere * belokan / weber] atau [ giliran / henry] .

Perumusan tekstual hukum Hopkinson awalnya sebagai berikut: "dalam sirkuit magnet yang tidak bercabang, fluks magnet berbanding lurus dengan gaya gerak magnet dan berbanding terbalik dengan resistansi magnet total." Artinya, hukum ini menentukan hubungan antara gaya gerak magnet, keengganan dan fluks magnet dalam rangkaian:

di sini: F adalah fluks magnet [weber] atau [henry * ampere], Fm adalah gaya gerak magnet dalam kumparan [putaran * ampere], Rm adalah hambatan magnet penghantar fluks magnet [ampere * revolusi / weber] atau [ giliran / henry] .

Di sini penting untuk dicatat bahwa sebenarnya gaya gerak magnet (MDF) memiliki perbedaan mendasar dari gaya gerak listrik (EMF), yaitu tidak ada partikel yang bergerak langsung dalam fluks magnet, sedangkan arus yang timbul di bawah aksi EMF mengambil pergerakan partikel bermuatan, misalnya elektron dalam kabel logam. Namun, gagasan MDS membantu memecahkan masalah penghitungan sirkuit magnetik.

Pertimbangkan, misalnya, sirkuit magnetik tidak bercabang yang mencakup kuk dengan luas penampang S, sama sepanjang panjangnya, dan bahan kuk memiliki permeabilitas magnetik mu.

Celah di kuk - bahan berbeda, permeabilitas magnetik mu1 yang mana. Kumparan yang ditempatkan pada yoke berisi N lilitan, arus i mengalir melalui setiap lilitan lilitan. Kami menerapkan teorema sirkulasi medan magnet ke garis tengah kuk:

dimana: H adalah kuat medan magnet di dalam yoke, H1 adalah kuat medan magnet di dalam celah, l adalah panjang garis tengah induksi yoke (tanpa celah), l1 adalah panjang celah.

Karena fluks magnet di dalam yoke dan di dalam celah memiliki nilai yang sama (karena kontinuitas garis induksi magnet), setelah menulis Ф = BS dan В = mu * H, kami akan menuliskan kekuatan medan magnet lebih detail , dan setelah mengganti ini ke dalam rumus di atas:

Sangat mudah untuk melihat bahwa, seperti EMF dalam hukum Ohm untuk rangkaian listrik, MDS

di sini memainkan peran gaya gerak listrik dan hambatan magnet

peran perlawanan (dengan analogi dengan hukum Ohm klasik).