Magnetinis laukas ir jo parametrai, magnetinės grandinės

Terminu „magnetinis laukas“ įprasta suprasti tam tikrą energijos erdvę, kurioje pasireiškia magnetinės sąveikos jėgos. Jie susiję su:

• atskiros medžiagos: ferimagnetai (metalai – daugiausia ketus, geležis ir jų lydiniai) ir jų feritų klasė, nepriklausomai nuo būsenos;

• judantys elektros krūviai.

Jie vadinami fiziniais kūnais, kurie turi bendrą elektronų ar kitų nuolatinių magnetų dalelių magnetinį momentą... Jų sąveika parodyta nuotraukoje. magnetinio lauko linijos.

Jie suformuojami ant kartono lakšto su lygiu geležies drožlių sluoksniu užpakalinėje pusėje pridėjus nuolatinį magnetą. Paveikslėlyje parodytas aiškus Šiaurės (Š) ir Pietų (P) ašigalių žymėjimas su lauko linijų kryptimi, atsižvelgiant į jų orientaciją: išėjimas iš Šiaurės ašigalio ir įėjimas į Pietų ašigalį.

Kaip susidaro magnetinis laukas

Magnetinio lauko šaltiniai yra:

• Nuolatiniai magnetai;

• mobiliojo ryšio mokesčiai;

• laike kintantis elektrinis laukas.

Kiekvienas vaikas darželyje yra susipažinęs su nuolatinių magnetų veikimu.Juk jam jau teko ant šaldytuvo lipdyti paveikslėlius-magnetukus, paimtus iš visokių gėrybių pakelių.

Judantys elektros krūviai paprastai turi žymiai didesnę magnetinio lauko energiją nei nuolatiniai magnetai… Jis taip pat žymimas jėgos linijomis. Išanalizuokime jų piešimo taisykles tiesiam laidui su srove I.

Magnetinio lauko linija brėžiama plokštumoje, statmenoje srovės judėjimui, todėl kiekviename jos taške jėga, veikianti magnetinės adatos šiaurinį ašigalį, būtų nukreipta liestinei šiai linijai. Taip aplink judantį krūvį susidaro koncentriniai apskritimai.

Šių jėgų kryptis nustatoma pagal gerai žinomą sraigto arba dešiniojo sraigto taisyklę.

gimlet taisyklė

Būtina pastatyti kardaninį koaksialą su srovės vektoriumi ir pasukti rankeną taip, kad kardaninio veleno judėjimas į priekį sutaptų su jo kryptimi. Tada magnetinio lauko linijų orientacija bus parodyta pasukant rankeną.

Žiediniame laidininke rankenos sukamasis judesys sutampa su srovės kryptimi, o transliacinis judesys rodo indukcijos kryptį.

Magnetinio lauko linijos visada palieka Šiaurės ašigalį ir patenka į Pietų ašigalį. Jie tęsiasi magneto viduje ir niekada neatsidaro.

Daugiau informacijos rasite čia: Kaip elektrotechnikoje veikia gimbal taisyklė

Magnetinių laukų sąveikos taisyklės

Įvairių šaltinių magnetiniai laukai susideda iš gauto lauko.

Tokiu atveju magnetai su priešingais poliais (N - S) traukia vienas kitą, o su tais pačiais pavadinimais (N - N, S - S) - jie atstumia vienas kitą.Sąveikos tarp polių jėgos priklauso nuo atstumo tarp jų. Kuo arčiau poliai pasislenka, tuo daugiau jėgos sukuriama.

Pagrindinės magnetinio lauko charakteristikos

Jie įtraukia:

• magnetinės indukcijos vektorius (V);

• magnetinis srautas (F);

• srauto jungtis (Ψ).

Lauko smūgio intensyvumas arba jėga įvertinama magnetinės indukcijos vertės vektoriumi... Jis nustatomas pagal jėgos «F» vertę, kurią sukuria srovei «I» per «l ilgio laidą. ». V = F / (I ∙ l)

Magnetinės indukcijos matavimo vienetas SI sistemoje yra Tesla (fiziko, kuris tyrė šiuos reiškinius ir aprašė juos matematiniais metodais, atminimui). Rusijos techninėje literatūroje jis žymimas „T“, o tarptautiniuose dokumentuose naudojamas simbolis „T“.

1 T yra tokio vienodo magnetinio srauto, kuris veikia 1 niutono jėga kiekvienam ilgio metrui tiesią laidą, statmeną lauko krypčiai, indukcija, kai per tą laidą teka 1 ampero srovė.

1T = 1 ∙ N / (A ∙ m)

Vektorio kryptis V nustatoma pagal kairės rankos taisyklę.

Jei kairiosios rankos delną įdėsite į magnetinį lauką taip, kad jėgos linijos iš Šiaurės ašigalio patektų į delną stačiu kampu ir pastatysite keturis pirštus srovės kryptimi laidoje, tada išsikišęs nykštys parodys tą laidą veikiančios jėgos kryptis .

Tuo atveju, jei laidininkas su elektros srove yra ne stačiu kampu magnetinio lauko linijoms, jį veikianti jėga bus proporcinga tekančios srovės vertei ir laidininko ilgio projekcijos komponentui. srovė plokštumoje, esančioje statmena kryptimi.

Jėga, veikianti elektros srovę, nepriklauso nuo medžiagų, iš kurių pagamintas laidininkas, ir nuo jo skerspjūvio ploto. Net jei šio laido iš viso nėra ir judantys krūviai pradės judėti kitoje aplinkoje tarp magnetinių polių, ši jėga niekaip nepasikeis.

Jei magnetinio lauko viduje visuose taškuose vektorius V turi tą pačią kryptį ir dydį, tada toks laukas laikomas vienodu.

Bet kokia aplinka su magnetines savybes, turi įtakos indukcijos vektoriaus V vertei.

Magnetinis srautas (F)

Jei svarstysime magnetinės indukcijos perėjimą per tam tikrą sritį S, tada indukcija, apribota jos ribomis, bus vadinama magnetiniu srautu.

Kai sritis yra pasvirusi tam tikru kampu α į magnetinės indukcijos kryptį, magnetinis srautas mažėja su srities pasvirimo kampo kosinusu. Didžiausia jo vertė sukuriama, kai plotas yra statmenas jo prasiskverbiančiai indukcijai. Ф = В S

Magnetinio srauto matavimo vienetas yra 1 Weberis, nustatomas 1 teslos indukcijai pratekėjus per 1 kvadratinio metro plotą.

Srautinio perdavimo ryšys

Šis terminas naudojamas norint gauti bendrą magnetinio srauto kiekį, kurį sukuria tam tikras srovės laidininkų skaičius, esantis tarp magneto polių.

Tuo atveju, kai ta pati srovė I teka per ritės apviją su vijų skaičiumi n, tada visas (prijungtas) visų vijų magnetinis srautas vadinamas srauto jungtimi Ψ.

Ψ = n Ф… Srauto matavimo vienetas yra 1 Weberis.

Kaip magnetinis laukas susidaro iš kintamos elektros

Elektromagnetinis laukas, sąveikaujantis su elektros krūviais ir kūnais su magnetiniais momentais, yra dviejų laukų derinys:

• elektrinis;

• magnetinis.

Jie yra tarpusavyje susiję, yra vienas kito derinys, o kai vienas keičiasi laikui bėgant, kitame atsiranda tam tikrų nukrypimų. Pavyzdžiui, sukuriant kintamąjį sinusoidinį elektrinį lauką trifaziame generatoriuje, tas pats magnetinis laukas susidaro kartu su panašių kintamų harmonikų charakteristikomis.

Magnetinės medžiagų savybės

Dėl sąveikos su išoriniu magnetiniu lauku medžiagos skirstomos į:

• antiferomagnetai su subalansuotais magnetiniais momentais, dėl kurių sukuriamas labai mažas kūno įmagnetinimo laipsnis;

• Diamagnetai, turintys savybę įmagnetinti vidinį lauką prieš išorinio lauko veikimą. Kai nėra išorinio lauko, tada jų magnetinės savybės nepasireiškia;

• paramagnetai, pasižymintys savybėmis įmagnetinti vidinį lauką išorinio veikimo kryptimi, kurie turi nedidelį laipsnį magnetizmas;

• feromagnetinės savybės be išorinio lauko, esant žemesnei nei Kiuri taško temperatūrai;

• ferimagnetai su nesubalansuotais magnetiniais momentais pagal dydį ir kryptį.

Visos šios medžiagų savybės buvo pritaikytos šiuolaikinėse technologijose.

Magnetinės grandinės

Šis terminas vadinamas įvairių magnetinių medžiagų rinkiniu, per kurį praeina magnetinis srautas.Jos yra analogiškos elektros grandinėms ir apibūdinamos atitinkamais matematiniais dėsniais (bendra srovė, Ohm, Kirchhoff ir kt.). Žiūrėk - Pagrindiniai elektrotechnikos dėsniai.

Pagrįstas magnetinės grandinės skaičiavimai veikia visi transformatoriai, induktoriai, elektros mašinos ir daugelis kitų prietaisų.

Pavyzdžiui, veikiančiame elektromagnete magnetinis srautas eina per magnetinę grandinę, pagamintą iš feromagnetinių plienų ir oro, turinčio ryškias neferomagnetines savybes. Šių elementų derinys sudaro magnetinę grandinę.

Daugumos elektros prietaisų konstrukcija turi magnetines grandines. Daugiau apie tai skaitykite šiame straipsnyje - Elektros prietaisų magnetinės grandinės

Taip pat skaitykite šia tema: Magnetinių grandinių skaičiavimo pavyzdžiai