Fluxforbindelse - Flux linkage

I kredsløbsteori er fluxbinding en egenskab af et to-terminal element. Det er en forlængelse snarere end en ækvivalent med magnetisk flux og defineres som en tidsintegral

${\ displaystyle \ lambda = \ int {\ mathcal {E}} \, dt,}$

hvor er spændingen over enheden eller potentialforskellen mellem de to terminaler. Denne definition kan også skrives i differentiel form som en sats ${\ displaystyle {\ mathcal {E}}}$

${\ displaystyle {\ mathcal {E}} = {\ frac {d \ lambda} {dt}}.}$

Faraday viste, at størrelsen af ​​den elektromotoriske kraft (EMF), der genereres i en leder, der danner en lukket sløjfe, er proportional med ændringshastigheden for den samlede magnetiske flux, der passerer gennem sløjfen ( Faradays lov om induktion ). For en typisk induktans (en ledningstrådsspiral) svarer fluxforbindelsen således til magnetisk flux, hvilket er det samlede magnetiske felt, der passerer gennem overfladen (dvs. normal til den overflade) dannet af en lukket ledende sløjfespole og er bestemt af antallet af drejninger i spolen og magnetfeltet, dvs.

${\ displaystyle \ lambda = \ int \ limits _ {S} {\ vec {B}} \ cdot d {\ vec {S}},}$

hvor er fluxdensiteten eller fluxen pr. arealeenhed på et givet sted i rummet. ${\ displaystyle {\ vec {B}}}$

Det enkleste eksempel på et sådant system er en enkelt cirkulær spole af ledende ledning nedsænket i et magnetfelt, i hvilket tilfælde fluxforbindelsen simpelthen er fluxen, der passerer gennem sløjfen.

Fluxen gennem overfladen afgrænset af en spolevending eksisterer uafhængigt af tilstedeværelsen af ​​spolen. I et tankeeksperiment med en spiral af drejninger, hvor hver drejning danner en sløjfe med nøjagtig den samme grænse, vil hver drejning desuden "forbinde" den "samme" (identisk, ikke kun den samme mængde) flux , alt sammen for en samlet flux kobling af . Sondringen er stærkt afhængig af intuition, og udtrykket "flux linkage" bruges hovedsageligt i ingeniørdiscipliner. Teoretisk forklares og behandles sagen om en multi-turn induktionsspole perfekt strengt med Riemann overflader : hvad der i teknik kaldes "flux linkage" er simpelthen fluxen, der passerer gennem Riemann overfladen afgrænset af spolens drejninger, derfor ingen særlig nyttig skelnen mellem flux og "kobling". ${\ displaystyle \ Phi}$${\ displaystyle N}$ ${\ displaystyle \ Phi}$${\ displaystyle \ lambda = N \ Phi}$

På grund af ækvivalensen mellem fluxbinding og total magnetisk flux i tilfælde af induktans er det populært accepteret, at fluxbinding simpelthen er et alternativt udtryk for total flux, der anvendes af bekvemmelighed i tekniske applikationer. Ikke desto mindre er dette ikke tilfældet, især for memristor , som også kaldes det fjerde grundlæggende kredsløbselement. For en memristor er det elektriske felt i elementet ikke så ubetydeligt som for induktans, så fluxforbindelsen svarer ikke længere til magnetisk flux. Derudover for en memristor spredes energien relateret til fluxforbindelsen i form af Joule-opvarmning i stedet for at blive lagret i magnetfelt, som det gøres i tilfælde af en induktans.

Referencer