Połączenie strumienia

W teorii obwodów sprzężenie strumienia jest właściwością elementu dwukońcowego. Jest to raczej rozszerzenie niż odpowiednik strumienia magnetycznego i jest definiowane jako całka po czasie

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

gdzie jest napięciem na urządzeniu lub różnicą potencjałów między dwoma $zaciskami$ Ta definicja może być również zapisana w formie różniczkowej jako stawka

${\ Displaystyle {\ mathcal {E}} = {\ Frac {d \ lambda} {dt}}.}$

Faraday wykazał, że wielkość siły elektromotorycznej (EMF) generowanej w przewodniku tworzącym zamkniętą pętlę jest proporcjonalna do szybkości zmian całkowitego strumienia magnetycznego przechodzącego przez pętlę ( prawo indukcji Faradaya ). Zatem dla typowej indukcyjności (cewka z drutu przewodzącego) strumień jest równoważny strumieniowi magnetycznemu, który jest całkowitym polem magnetycznym przechodzącym przez powierzchnię (tj. prostopadłą do tej powierzchni) utworzonym przez cewkę z zamkniętą pętlą przewodzącą i jest określony przez liczbę zwojów cewki i pole magnetyczne, tj.

${\ Displaystyle \ lambda = \ int \ ograniczenia _ {S} {\ vec {B}} \ cdot d {\ vec {S}}}$

gdzie $strumienia lub strumieniem na$ gęstością powierzchni w danym punkcie przestrzeni .

Najprostszym przykładem takiego systemu jest pojedyncza okrągła cewka z przewodzącego drutu zanurzona w polu magnetycznym, w którym to przypadku sprzężenie strumienia jest po prostu strumieniem przechodzącym przez pętlę.

Strumień $wyznaczoną$ zwojem cewki istnieje niezależnie od obecności cewki. Co więcej, w eksperymencie myślowym z cewką $)$ , gdzie każdy zwój tworzy pętlę z dokładnie tą samą granicą, każdy zwój będzie „łączyć” „ten sam” (identycznie, a nie tylko tę samą ilość strumień ${\ Displaystyle \ Phi}$ , wszystko dla całkowitego powiązania strumienia λ ${\ Displaystyle \ lambda = N \ Phi$ } To rozróżnienie w dużej mierze opiera się na intuicji, a termin „powiązanie strumienia” jest używany głównie w dyscyplinach inżynierskich. Teoretycznie przypadek wieloobrotowej cewki indukcyjnej jest wyjaśniony i potraktowany doskonale rygorystycznie za pomocą powierzchni Riemanna : to, co w inżynierii nazywa się „powiązaniem strumienia”, to po prostu strumień przechodzący przez powierzchnię Riemanna ograniczoną przez zwoje cewki, stąd żadne szczególnie przydatne rozróżnienie między strumieniem a „powiązaniem”.

Ze względu na równoważność sprzężenia strumienia i całkowitego strumienia magnetycznego w przypadku indukcyjności powszechnie przyjmuje się, że sprzężenie strumienia jest po prostu alternatywnym terminem określającym całkowity strumień, używanym dla wygody w zastosowaniach inżynierskich. Niemniej jednak nie jest to prawdą, zwłaszcza w przypadku memrystora , który jest również określany jako czwarty podstawowy element obwodu. W przypadku memrystora pole elektryczne w elemencie nie jest tak pomijalne jak w przypadku indukcyjności, więc sprzężenie strumienia nie jest już równoważne ze strumieniem magnetycznym. Ponadto w przypadku memrystora energia związana z wiązaniem strumienia jest rozpraszana w postaci ogrzewania Joule'a, zamiast być magazynowana w polu magnetycznym, jak ma to miejsce w przypadku indukcyjności.

• LO Chua, „Memristor - brakujący element obwodu” , IEEE Trans. Teoria obwodów, tom. CT_18, nr. 5, s. 507–519, 1971.