Магнитна верига

Концепцията за магнитни вериги се ползва от аналогията между уравненията, описващи магнитно поле в материали без хистерезис и електрични вериги. Чрез тази концепция като се ползват подробно разработените за електричните вериги методи и техники могат бързо да се решават магнитните полета на сложни устройства, като трансформатори например.

Една магнитна верига е съставена от един или повече затворени контура (пътища) удържащи магнитен поток. Най-общо включва магнитни елементи, такива като постоянни магнити, феромагнитни материали и електромагнити, но може да включва и въздушни междини и други материали.

Накои примери за магнитни вериги са следните:

• подковообразен магнит със желязна магнитна котва (верига с ниско магн. съпротивление)
• подковообразен магнит без котва (верига с високо магн. съпротивление)
• електродвигател (верига с изменящо се магн. съпротивление)

Резюме на законите в магнитни вериги

В таблицата по долу са резюмирани теорията на електрическите вериги и теорията магнитните вериги.

Аналогия между магнитни вериги и електрични вериги (математическа аналогия)

Магнитен еквивалент	Означение, символ	Мерна единица	Електричен еквивалент	Символ
Определяне на магнитодвижеща сила (МДС)	$\mathcal{F}= \int \mathbf{H}\cdot\,d\mathbf{l}$		Определяне на електродвижеща сила (ЕДС)	$\mathcal{E}= \int \mathbf{E}\cdot\,d\mathbf{l}$
Магнитодвижеща сила (МДС)	$\scriptstyle \mathcal{F}$	Ампер-навивки	Електродвижеща сила (ЕДС)	$\scriptstyle \mathcal{E}$
Интензитет (напрегнатост) на магнитно поле	H	Ампер/метър	Интензитет (напрегнатост) на електрично поле	E - (V) - единица волт
Магнитен поток	φ	Вебер	Електричен ток	I - (А) - единица ампер
Закон на Хопкинсън	$\mathcal{F} = \phi \mathcal{R}_m$		Закон на Ом	$\mathcal{E} = IR$
Магнитно съпротивление	$\scriptstyle \mathcal{R}_m$	1/Хенри	Електрично съпротивление	R - (Ω) - единица ом
Магнитна проводимост	$\mathcal{P} = 1/\mathcal{R}_m$	Хенри	Електрическа проводимост	$\mathcal{R} = 1/\mathcal{R}$ - (S) - единица Сименс
Връзка между B и H	$\mathbf{B} = \mu \mathbf{H}$		Закон на Ом за част от веригата	$\mathbf{J} = \sigma \mathbf{E}$
Магнитна индукция (плътност на магнитен поток) B	B	Тесла	Плътност на тока	J
Магнитна проницаемост	μ	Хенри/метър	Специфична електрическа проводимост	σ

Закон на Хопкинсон

Този закон носи името на британския инженер Джон Хопкинсън (John Hopkinson). Той установява връзката между магнитен поток, магнитодвижеща сила и магнитно съпротивление

$\mathcal{F}=\phi \mathcal{R}_m,$

където $\scriptstyle \mathcal{F}$ е магнитодвижещата сила (МДС) върху магнитен елемент , $\phi$ е магнитния поток през магнитния елемент, и $\scriptstyle \mathcal{R}_m$ е магнитното съпротивление на този елемент . Подобно на закона на Ом, закона на Хопкинсон може да се разглежда или като емпиричен закон работещ при определни условия, или като дефиниция за магнитно съпротивление.

Външни препратки

• Magnetic-Electric Analogs by Dennis L. Feucht, Innovatia Laboratories (PDF)
• Interactive Java Tutorial on Magnetic Shunts National High Magnetic Field Laboratory
• Tutorial on magnetic reluctance and mmf