Что такое магнитодвижущая сила в электротехнике
Электрические и магнитные процессы тесно связаны. Они не только представляют собой проявления электромагнитного поля, но и могут описываться при помощи аналогичных законов электротехники. Магнитодинамическую силу можно считать в некоторой степени аналогом электродвижущей.
История открытия
Понятие магнитодвижущей силы было введено в 1880 году физиком Генри Огастесом Роулингом. В своей работе он впервые дал точное определение этой величины. Идеи, связанные с тем, что магнитодвижущую силу можно рассматривать, как аналогию электродвижущей силы, высказывали другие известные учёные — Джеймс Клерк Максвелл и Майкл Фарадей. Но им не удалось четко сформулировать, что такое МДС. Некоторые считают, что приоритет имеет не Роулинг, а Джон Хопкинсон, который также занимался электродвижущей силой примерно в это же время. Однако он опубликовал свою работу на 5 лет позже — в 1885 году.
Определение МДС
Магнитодвижущая сила в отличие от электродвижущей характеризует работу магнитного, а не электрического поля. МДС определяет характеристики магнитного поля, связанные с возможностью создавать магнитный поток. Рассматриваемая величина позволяет производить расчёты магнитных цепей.
Речь идёт о замкнутых ферромагнитных или аналогичных объектах (подобных тем, что используются в трансформаторах), которые служат для передачи магнитного потока. Магнитные цепи могут быть неразветвлёнными или разветвлёнными. Первые имеют форму одного кольца, а у последних таких колец может быть несколько. Разветвлённые магнитные цепи делятся на симметричные и несимметричные.
У симметричной цепи абсолютные величины магнитных потоков будут равны в обоих кольцах, даже если они отличаются размерами. МДС определяется для обмотки и зависит от силы проходящего по ней тока. Данная величина является векторной. Для определения её направления применяют правило правой руки. Если мысленно обхватить обмотку правой рукой, а пальцы расположить по направлению тока в ней, то большой палец, если его отогнуть, будет соответствовать положительному направлению МДС.
МДС катушки — это величина, которая зависит от количества витков в обмотке и силы тока. Поэтому для ее определения используется формула:
Эту формулу, если использовать значение потока вдоль магнитной цепи, можно представить в таком виде:
Как видим, магнитодвижущая сила представляет собой произведение магнитного потока и магнитного сопротивления. Приведённое выражение может рассматриваться в качестве аналога закона Ома, предназначенного для описания работы магнитных цепей.
Пользуясь формулой, можно найти величину магнитного потока:
Данное выражение называют законом Хопкинсона. Он определяет связь между МДС, магнитным потоком и сопротивлением.
Единицы измерения
В системе СИ для магнитодвижущей силы применяется единица измерения ампер. Но её не следует путать с той, которая применяется для силы тока. При работе с магнитодвижущей силой для предотвращения путаницы принято называть её ампер-виток. МДС катушки поэтому имеет размерность АТ.
Магнитодинамическая сила в системе СГС измеряется в гильбертах. При этом один ампер-виток равен 1.2566 Гильбертов или 1 Гб = 0.8 AT.
Загрузка...
