Magnētiskais lauks un tā parametri, magnētiskās shēmas

Ar terminu "magnētiskais lauks" ir ierasts saprast noteiktu enerģijas telpu, kurā izpaužas magnētiskās mijiedarbības spēki. Tie attiecas uz:

• atsevišķas vielas: ferimagnēti (metāli – galvenokārt čuguns, dzelzs un to sakausējumi) un to ferītu klase neatkarīgi no stāvokļa;

• kustīgie elektrības lādiņi.

Tos sauc par fiziskiem ķermeņiem, kuriem ir kopīgs elektronu vai citu pastāvīgo magnētu daļiņu magnētiskais moments... To mijiedarbība ir redzama fotoattēlā. magnētiskā lauka līnijas.

Tie veidojas pēc pastāvīgā magnēta ievilkšanas kartona loksnes aizmugurē ar vienmērīgu dzelzs vīļu slāni. Attēlā redzams skaidrs ziemeļpola (Z) un dienvidu (D) marķējums ar lauka līniju virzienu attiecībā pret to orientāciju: izeja no Ziemeļpola un ieeja Dienvidpolā.

Kā veidojas magnētiskais lauks

Magnētiskā lauka avoti ir:

• pastāvīgie magnēti;

• mobilo sakaru maksas;

• laikā mainīgs elektriskais lauks.

Katrs bērns bērnudārzā ir pazīstams ar pastāvīgo magnētu darbību.Galu galā viņam jau bija uz ledusskapja jāveido bildes-magnēti, kas ņemti no visu veidu labumu paciņām.

Elektriskajiem lādiņiem kustībā parasti ir ievērojami lielāka magnētiskā lauka enerģija nekā pastāvīgie magnēti… To apzīmē arī ar spēka līnijām. Analizēsim to zīmēšanas noteikumus taisnam vadam ar strāvu I.

Magnētiskā lauka līnija ir novilkta plaknē, kas ir perpendikulāra strāvas kustībai, tā, ka katrā tās punktā spēks, kas iedarbojas uz magnētiskās adatas ziemeļpolu, ir vērsts tangenciāli šai līnijai. Tas rada koncentriskus apļus ap kustīgo lādiņu.

Šo spēku virzienu nosaka labi zināmais skrūves vai labās puses skrūvju likums.

karkasa noteikums

Ir nepieciešams novietot kardāna koaksiāli ar strāvas vektoru un pagriezt rokturi tā, lai kardāna kustība uz priekšu sakristu ar tās virzienu. Tad, pagriežot rokturi, tiks norādīta magnētiskā lauka līniju orientācija.

Gredzena vadītājā roktura rotācijas kustība sakrīt ar strāvas virzienu, un translācijas kustība norāda uz indukcijas orientāciju.

Magnētiskā lauka līnijas vienmēr atstāj Ziemeļpolu un ieiet Dienvidpolā. Tie turpinās magnēta iekšpusē un nekad netiek atvērti.

Plašāku informāciju skatiet šeit: Kā kardāna noteikums darbojas elektrotehnikā

Magnētisko lauku mijiedarbības noteikumi

Magnētiskie lauki no dažādiem avotiem summējas, veidojot iegūto lauku.

Šajā gadījumā magnēti ar pretējiem poliem (N - S) tiek piesaistīti viens otram, un ar vienādiem nosaukumiem (N - N, S - S) - tie atgrūž viens otru.Mijiedarbības spēki starp poliem ir atkarīgi no attāluma starp tiem. Jo tuvāk tiek nobīdīti stabi, jo lielāks spēks tiek ģenerēts.

Magnētiskā lauka pamatīpašības

Tajos ietilpst:

• magnētiskās indukcijas vektors (V);

• magnētiskā plūsma (F);

• plūsmas savienojums (Ψ).

Lauka trieciena intensitāti jeb spēku novērtē pēc magnētiskās indukcijas vērtības vektora... To nosaka pēc spēka «F» vērtības, ko rada strāva «I» cauri stieplei ar garumu «l ». V= F / (I ∙ l)

Magnētiskās indukcijas mērvienība SI sistēmā ir Tesla (fiziķa piemiņai, kurš pētīja šīs parādības un aprakstīja ar matemātiskām metodēm). Krievu tehniskajā literatūrā tas ir apzīmēts ar "T", un starptautiskajā dokumentācijā ir pieņemts simbols "T".

1 T ir tādas vienmērīgas magnētiskās plūsmas indukcija, kas iedarbojas ar spēku 1 ņūtons uz katru garuma metru uz taisnas stieples, kas ir perpendikulāra lauka virzienam, kad caur šo vadu iet 1 ampēra strāva.

1T = 1 ∙ N / (A ∙ m)

Vektora virziens V noteikts ar kreisās rokas likumu.

Ja novietojat kreisās rokas plaukstu magnētiskajā laukā tā, lai spēka līnijas no Ziemeļpola ieiet plaukstā taisnā leņķī un novietojat četrus pirkstus strāvas virzienā vadā, tad izvirzītais īkšķis norādīs spēka virziens, kas iedarbojas uz šo vadu.

Gadījumā, ja vadītājs ar elektrisko strāvu neatrodas taisnā leņķī pret magnētiskā lauka līnijām, spēks, kas uz to iedarbojas, būs proporcionāls plūstošās strāvas vērtībai un vadītāja garuma projekcijas komponentei ar strāva plaknē, kas atrodas perpendikulārā virzienā.

Spēks, kas iedarbojas uz elektrisko strāvu, nav atkarīgs no materiāliem, no kuriem izgatavots vadītājs, un tā šķērsgriezuma laukuma. Pat ja šis vads vispār nepastāv un kustīgie lādiņi sāks kustēties citā vidē starp magnētiskajiem poliem, šis spēks nekādā veidā nemainīsies.

Ja magnētiskā lauka iekšpusē visos punktos vektoram V ir vienāds virziens un lielums, tad šādu lauku uzskata par viendabīgu.

Jebkura vide ar magnētiskās īpašības, ietekmē indukcijas vektora V vērtību.

Magnētiskā plūsma (F)

Ja mēs ņemam vērā magnētiskās indukcijas pāreju caur noteiktu apgabalu S, tad indukciju, kas ir ierobežota līdz tās robežām, sauc par magnētisko plūsmu.

Kad apgabals ir nosvērts kādā leņķī α pret magnētiskās indukcijas virzienu, magnētiskā plūsma samazinās līdz ar apgabala slīpuma leņķa kosinusu. Tā maksimālā vērtība tiek izveidota, ja laukums ir perpendikulārs tā caurlaidīgajai indukcijai. Ф = В S

Magnētiskās plūsmas mērvienība ir 1 Vēbers, ko nosaka 1 tesla indukcija caur 1 kvadrātmetru.

Straumēšanas savienojums

Šo terminu izmanto, lai iegūtu kopējo magnētiskās plūsmas daudzumu, ko rada noteikts skaits strāvas vadītāju, kas atrodas starp magnēta poliem.

Gadījumā, kad viena un tā pati strāva I iet caur spoles tinumu ar apgriezienu skaitu n, tad visu vijumu kopējo (savienoto) magnētisko plūsmu sauc par plūsmas saiti Ψ.

Ψ = n Ф… Plūsmas mērvienība ir 1 Weber.

Kā magnētiskais lauks veidojas no mainīgas elektriskās

Elektromagnētiskais lauks, kas mijiedarbojas ar elektriskajiem lādiņiem un ķermeņiem ar magnētiskiem momentiem, ir divu lauku kombinācija:

• elektriskās;

• magnētisks.

Tie ir savstarpēji saistīti, tie ir viens otra kombinācija, un, vienam mainoties laika gaitā, otrā rodas noteiktas novirzes. Piemēram, veidojot mainīgu sinusoidālu elektrisko lauku trīsfāzu ģeneratorā, tas pats magnētiskais lauks tiek veidots vienlaikus ar līdzīgu mainīgo harmoniku īpašībām.

Vielu magnētiskās īpašības

Saistībā ar mijiedarbību ar ārējo magnētisko lauku vielas iedala:

• antiferomagnēti ar līdzsvarotiem magnētiskajiem momentiem, kuru dēļ tiek radīta ļoti neliela ķermeņa magnetizācijas pakāpe;

• diamagnēti ar īpašību magnetizēt iekšējo lauku pret ārējā lauka iedarbību. Ja nav ārējā lauka, tad to magnētiskās īpašības neizpaužas;

• paramagnēti ar īpašībām, kas magnetizē iekšējo lauku ārējās darbības virzienā, kuriem ir neliela pakāpe magnētisms;

• feromagnētiskās īpašības bez pielietota ārējā lauka temperatūrā, kas zemāka par Kirī punktu;

• ferimagnēti ar nesabalansētiem magnētiskajiem momentiem pēc lieluma un virziena.

Visas šīs vielu īpašības ir atradušas dažādus pielietojumus mūsdienu tehnoloģijās.

Magnētiskās ķēdes

Šo terminu sauc par dažādu magnētisko materiālu kopumu, caur kuru iet magnētiskā plūsma.Tie ir analogi elektriskajām ķēdēm un ir aprakstīti ar atbilstošiem matemātiskajiem likumiem (kopējā strāva, omi, Kirhhofs uc). Skaties - Elektrotehnikas pamatlikumi.

Pamatojoties magnētiskās ķēdes aprēķini visi transformatori, induktori, elektriskās mašīnas un daudzas citas ierīces darbojas.

Piemēram, darba elektromagnētā magnētiskā plūsma iet caur magnētisko ķēdi, kas izgatavota no feromagnētiskiem tēraudiem un gaisa ar izteiktām neferomagnētiskajām īpašībām. Šo elementu kombinācija veido magnētisko ķēdi.

Lielākajai daļai elektrisko ierīču ir magnētiskas ķēdes. Vairāk par to lasiet šajā rakstā - Elektrisko ierīču magnētiskās ķēdes

Lasiet arī par šo tēmu: Magnētiskās ķēdes aprēķinu piemēri