Магнитното поле и неговите параметри, магнитни вериги

Под термина «магнитно поле» е обичайно да се разбира определено енергийно пространство, в което се проявяват силите на магнитното взаимодействие. Те засягат:

• отделни вещества: феримагнетици (метали — главно чугуни, желязо и техните сплави) и техния клас ферити, независимо от състоянието;

• движещи се заряди на електричество.

Наричат ​​се физически тела, които имат общ магнитен момент от електрони или други частици постоянни магнити… Тяхното взаимодействие е показано на снимката. линии на магнитно поле.

Те се образуват, след като донесат постоянен магнит на гърба на картонен лист с равномерен слой железни пили. Картината показва ясна маркировка на Северния (N) и Южния (S) полюс с посоката на линиите на полето спрямо тяхната ориентация: изходът от Северния полюс и входът към Южния полюс.

Как се създава магнитно поле

Източниците на магнитното поле са:

• постоянни магнити;

• мобилни такси;

• променящо се във времето електрическо поле.

Всяко дете в детската градина е запознато с действието на постоянни магнити. В края на краищата той вече трябваше да извайва картини-магнити, взети от пакети с всякакви вкусотии, върху хладилника.

Електрическите заряди в движение обикновено имат значително по -висока енергия на магнитното поле от постоянни магнити… Той се обозначава и със силови линии. Нека анализираме правилата за тяхното рисуване за прав проводник с ток I.

Линията на магнитното поле е изтеглена в равнина, перпендикулярна на движението на тока, така че във всяка от нейните точки силата, действаща върху северния полюс на магнитната игла, да бъде насочена тангенциално към тази линия. Това създава концентрични кръгове около движещия се заряд.

Посоката на тези сили се определя от добре познатото правило на винта или винта с дясна резба.

Правило на gimlet

Необходимо е да поставите кардана коаксиално с вектора на тока и да завъртите дръжката така, че движението напред на кардана да съвпада с неговата посока. Тогава ориентацията на линиите на магнитното поле ще бъде показана чрез завъртане на дръжката.

В пръстеновиден проводник ротационното движение на дръжката съвпада с посоката на тока, а транслационното движение показва ориентацията на индукцията.

Магнитните силови линии винаги напускат Северния полюс и влизат в Южния полюс. Те продължават вътре в магнита и никога не са отворени.

Вижте тук за повече подробности: Как правилото на кардана работи в електротехниката

Правила за взаимодействие на магнитни полета

Магнитните полета от различни източници се събират, образувайки полученото поле.

В този случай магнитите с противоположни полюси (N — S) се привличат един към друг и със същите имена (N — N, S — S) — те се отблъскват. Силите на взаимодействие между полюсите зависят от разстоянието между тях. Колкото по -близо се изместват полюсите, толкова повече сила се генерира.

Основни характеристики на магнитното поле

Те включват:

• вектор на магнитна индукция (V);

• магнитен поток (F);

• поточна връзка (Ψ).

Интензитетът или силата на въздействието на полето се оценява по стойността вектор на магнитната индукция… Определя се от стойността на силата «F», създадена от преминаващия ток «I» през проводник с дължина «l». V= F / (I ∙ l)

Единицата за измерване на магнитната индукция в системата SI е Тесла (в памет на учения от физиката, който изследва тези явления и ги описва с помощта на математически методи). В руската техническа литература той е обозначен като „Т“, а в международната документация е приет символът „Т“.

1 T е индукцията на такъв равномерен магнитен поток, който действа със сила от 1 нютон за всеки метър дължина на прав проводник, перпендикулярен на посоката на полето, когато през този проводник преминава ток от 1 ампер.

1T = 1 ∙ N / (A ∙ m)

Векторна посока V определено от правило на лявата ръка.

Ако поставите дланта на лявата си ръка в магнитно поле, така че силовите линии от Северния полюс да влязат в дланта под прав ъгъл и да поставите четири пръста по посока на тока в проводника, тогава изпъкналият палец ще посочва посоката на силата, действаща върху този проводник.

В случай, че проводникът с електрически ток не е разположен под прав ъгъл спрямо линиите на магнитното поле, силата, действаща върху него, ще бъде пропорционална на стойността на протичащия ток и компонента на проекцията на дължината на проводника с ток върху равнина, разположена в перпендикулярна посока.

Силата, действаща върху електрически ток, не зависи от материалите, от които е създаден проводникът, и неговата площ на напречното сечение. Дори ако този проводник изобщо не съществува и движещите се заряди започнат да се движат в различна среда между магнитните полюси, тази сила няма да се промени по никакъв начин.

Ако вътре в магнитното поле във всички точки векторът V има същата посока и величина, тогава такова поле се счита за еднородно.

Всяка среда с магнитни свойства, влияе върху стойността на индукционния вектор V.

Магнитен поток (F)

Ако вземем предвид преминаването на магнитна индукция през определена област S, тогава ограничената до нейните граници индукция ще се нарече магнитен поток.

Когато областта е наклонена под някакъв ъгъл α спрямо посоката на магнитната индукция, магнитният поток намалява с косинуса на ъгъла на наклона на областта. Максималната му стойност се създава, когато площта е перпендикулярна на нейната проникваща индукция. Ф = В S

Единицата за измерване на магнитния поток е 1 weber, определена от преминаването на индукция от 1 tesla през площ от 1 квадратен метър.

Поточна връзка

Този термин се използва за получаване на общото количество магнитен поток, генериран от определен брой токови проводници, разположени между полюсите на магнит.

За случая, когато същият ток I преминава през намотката на бобината с броя на завъртанията n, тогава общият (свързан) магнитен поток от всички завои се нарича поточна връзка Ψ.

Ψ = n Ф… Единицата за измерване на потока е 1 вебер.

Как се образува магнитно поле от променлив електрически

Електромагнитното поле, взаимодействащо с електрически заряди и тела с магнитни моменти, е комбинация от две полета:

• електрически;

• магнитни.

Те са взаимосвързани, представляват комбинация помежду си и когато едното се променя с течение на времето, в другото възникват определени отклонения. Например, при създаване на променливо синусоидално електрическо поле в трифазен генератор, едно и също магнитно поле се образува едновременно с характеристиките на подобни променливи хармоници.

Магнитни свойства на веществата

Във връзка с взаимодействието с външно магнитно поле, веществата се делят на:

• антиферомагнетици с балансирани магнитни моменти, поради което се създава много малка степен на намагнитване на тялото;

• диамагнетици със свойството да магнетизира вътрешното поле срещу действието на външното. Когато няма външно поле, тогава техните магнитни свойства не се проявяват;

• парамагнити със свойствата на намагнитване на вътрешното поле по посока на външното действие, които имат малка степен магнетизъм;

• феромагнитимагнитни свойства без приложено външно поле при температури под точката на Кюри;

• феримагнетици с небалансирани по величина и посока магнитни моменти.

Всички тези свойства на веществата са намерили различни приложения в съвременните технологии.

Магнитни вериги

Този термин се нарича съвкупност от различни магнитни материали, през които преминава магнитен поток.Те са аналогични на електрическите вериги и са описани от съответните математически закони (общ ток, Ом, Кирххоф и др.). Вижте — Основни закони на електротехниката.

Базиран изчисления на магнитни вериги всички трансформатори, индуктори, електрически машини и много други устройства работят.

Например, в работещ електромагнит, магнитният поток преминава през магнитна верига, изработена от феромагнитни стомани и въздух с изразени неферомагнитни свойства. Комбинацията от тези елементи съставлява магнитната верига.

Повечето електрически устройства имат магнитни вериги в своя дизайн. Прочетете повече за това в тази статия — Магнитни вериги на електрически устройства

Прочетете също по тази тема: Примери за изчисления на магнитни вериги