Medan magnet dan parameternya, litar magnet

Di bawah istilah "medan magnet" adalah kebiasaan untuk memahami ruang tenaga tertentu di mana daya interaksi magnetik ditunjukkan. Mereka bimbang:

• bahan berasingan: ferrimagnet (logam - terutamanya besi tuang, besi dan aloinya) dan kelas feritnya, tanpa mengira keadaan;

• caj bergerak elektrik.

Mereka dipanggil badan fizikal yang mempunyai momen magnet biasa elektron atau zarah magnet kekal lain... Interaksi mereka ditunjukkan dalam foto. garis medan magnet.

Ia terbentuk selepas membawa magnet kekal ke belakang kepingan kadbod dengan lapisan pemfailan besi yang sekata. Gambar menunjukkan tanda jelas Kutub Utara (U) dan Selatan (S) dengan arah garis medan berbanding orientasinya: jalan keluar dari Kutub Utara dan pintu masuk ke Kutub Selatan.

Bagaimana medan magnet dicipta

Sumber medan magnet ialah:

• magnet kekal;

• caj mudah alih;

• medan elektrik yang berubah-ubah masa.

Setiap kanak-kanak di tadika sudah biasa dengan tindakan magnet kekal.Lagipun, dia sudah perlu mengukir gambar-magnet, yang diambil dari paket semua jenis barang, di atas peti sejuk.

Caj elektrik dalam gerakan biasanya mempunyai tenaga medan magnet yang jauh lebih tinggi daripada magnet kekal… Ia juga dilambangkan dengan garis daya. Mari analisa peraturan untuk lukisan mereka untuk wayar lurus dengan arus I.

Garisan medan magnet dilukis dalam satah berserenjang dengan pergerakan arus, supaya pada setiap titiknya daya yang bertindak pada kutub utara jarum magnet diarahkan secara tangen ke garisan ini. Ini mewujudkan bulatan sepusat di sekeliling cas bergerak.

Arah daya ini ditentukan oleh peraturan skru atau skru kanan yang terkenal.

peraturan gimlet

Ia adalah perlu untuk meletakkan sepaksi gimbal dengan vektor semasa dan pusing pemegang supaya pergerakan ke hadapan gimbal bertepatan dengan arahnya. Kemudian orientasi garis medan magnet akan ditunjukkan dengan memutarkan pemegang.

Dalam konduktor cincin, gerakan putaran pemegang bertepatan dengan arah arus, dan gerakan translasi menunjukkan orientasi aruhan.

Garisan medan magnet sentiasa meninggalkan Kutub Utara dan memasuki Kutub Selatan. Mereka terus di dalam magnet dan tidak pernah dibuka.

Lihat di sini untuk butiran lanjut: Bagaimana peraturan gimbal berfungsi dalam kejuruteraan elektrik

Peraturan interaksi medan magnet

Medan magnet daripada sumber yang berbeza ditambah untuk membentuk medan yang terhasil.

Dalam kes ini, magnet dengan kutub bertentangan (N - S) tertarik antara satu sama lain, dan dengan nama yang sama (N - N, S - S) - mereka menolak satu sama lain.Daya interaksi antara kutub bergantung pada jarak antara mereka. Semakin dekat tiang dianjak, semakin banyak daya yang dihasilkan.

Ciri-ciri asas medan magnet

Mereka termasuk:

• vektor aruhan magnetik (V);

• fluks magnet (F);

• kaitan fluks (Ψ).

Keamatan atau daya hentaman medan dianggarkan oleh vektor nilai aruhan magnet... Ia ditentukan oleh nilai daya «F» yang dicipta oleh arus yang melalui «I» melalui wayar panjang «l ». V= F / (I ∙ l)

Unit pengukuran aruhan magnet dalam sistem SI ialah Tesla (dalam ingatan ahli fizik yang mengkaji fenomena ini dan menerangkannya menggunakan kaedah matematik). Dalam kesusasteraan teknikal Rusia, ia ditetapkan sebagai "T", dan dalam dokumentasi antarabangsa, simbol "T" diterima pakai.

1 T ialah aruhan bagi fluks magnet seragam yang bertindak dengan daya 1 newton bagi setiap meter panjang pada dawai lurus yang berserenjang dengan arah medan apabila arus 1 ampere melalui wayar itu.

1T = 1 ∙ N / (A ∙ m)

Arah vektor V ditentukan oleh peraturan tangan kiri.

Jika anda meletakkan tapak tangan kiri anda dalam medan magnet supaya garisan daya dari Kutub Utara memasuki tapak tangan pada sudut tepat dan meletakkan empat jari ke arah arus dalam wayar, maka ibu jari yang menonjol akan menunjukkan arah daya yang bertindak pada wayar itu .

Sekiranya konduktor dengan arus elektrik tidak terletak pada sudut tepat kepada garis medan magnet, daya yang bertindak ke atasnya akan berkadar dengan nilai arus yang mengalir dan komponen unjuran panjang konduktor dengan arus pada satah yang terletak dalam arah serenjang.

Daya yang bertindak ke atas arus elektrik tidak bergantung pada bahan dari mana konduktor dibuat dan luas keratan rentasnya. Walaupun wayar ini tidak wujud sama sekali dan cas yang bergerak mula bergerak dalam persekitaran yang berbeza antara kutub magnet, daya ini tidak akan berubah dalam apa jua cara.

Jika di dalam medan magnet pada semua titik vektor V mempunyai arah dan magnitud yang sama, maka medan sedemikian dianggap seragam.

Mana-mana persekitaran dengan sifat magnetik, mempengaruhi nilai vektor aruhan V.

Fluks magnet (F)

Jika kita menganggap laluan aruhan magnet melalui kawasan tertentu S, maka aruhan terhad kepada sempadannya akan dipanggil fluks magnet.

Apabila rantau itu condong pada beberapa sudut α kepada arah aruhan magnet, fluks magnet berkurangan dengan kosinus sudut kecenderungan rantau itu. Nilai maksimumnya tercipta apabila kawasan itu berserenjang dengan aruhan tembusnya. Ф = В S

Unit pengukuran fluks magnet ialah 1 weber, ditentukan oleh laluan aruhan 1 tesla melalui kawasan seluas 1 meter persegi.

Sambungan penstriman

Istilah ini digunakan untuk mendapatkan jumlah fluks magnet yang dihasilkan oleh bilangan konduktor arus tertentu yang terletak di antara kutub magnet.

Bagi kes apabila arus yang sama I melalui belitan gegelung dengan bilangan lilitan n, maka jumlah fluks magnet (bersambung) semua lilitan dipanggil hubungan fluks Ψ.

Ψ = n Ф… Unit ukuran aliran ialah 1 weber.

Bagaimana medan magnet terbentuk daripada elektrik berselang-seli

Medan elektromagnet yang berinteraksi dengan cas elektrik dan jasad dengan momen magnet ialah gabungan dua medan:

• elektrik;

• magnetik.

Mereka saling berkaitan, mereka adalah gabungan antara satu sama lain, dan apabila satu berubah dari semasa ke semasa, penyelewengan tertentu berlaku pada yang lain. Sebagai contoh, apabila mencipta medan elektrik sinusoidal berselang-seli dalam penjana tiga fasa, medan magnet yang sama terbentuk secara serentak dengan ciri-ciri harmonik berselang-seli yang serupa.

Sifat magnet bahan

Sehubungan dengan interaksi dengan medan magnet luar, bahan dibahagikan kepada:

• antiferromagnet dengan momen magnet yang seimbang, yang menyebabkan tahap kemagnetan badan yang sangat kecil dicipta;

• diamagnet dengan sifat magnetisasi medan dalaman terhadap tindakan luar. Apabila tiada medan luaran, maka sifat magnetik mereka tidak nyata;

• paramagnet dengan sifat magnetisasi medan dalaman ke arah tindakan luaran, yang mempunyai tahap yang kecil kemagnetan;

• sifat feromagnetik tanpa medan luaran yang digunakan pada suhu di bawah titik Curie;

• ferrimagnet dengan momen magnet tidak seimbang dalam magnitud dan arah.

Kesemua sifat bahan ini telah menemui pelbagai aplikasi dalam teknologi moden.

Litar magnet

Istilah ini dipanggil satu set bahan magnet yang berbeza yang melaluinya fluks magnetik. Ia serupa dengan litar elektrik dan diterangkan oleh undang-undang matematik yang sepadan (jumlah arus, Ohm, Kirchhoff, dll.). Lihat - Undang-undang asas kejuruteraan elektrik.

berdasarkan pengiraan litar magnetik semua transformer, induktor, mesin elektrik dan banyak peranti lain berfungsi.

Sebagai contoh, dalam elektromagnet yang berfungsi, fluks magnet melalui litar magnet yang diperbuat daripada keluli feromagnetik dan udara dengan sifat bukan feromagnetik yang jelas. Gabungan unsur-unsur ini membentuk litar magnetik.

Kebanyakan peranti elektrik mempunyai litar magnet dalam reka bentuknya. Baca lebih lanjut mengenainya dalam artikel ini - Litar magnet peranti elektrik

Baca juga mengenai topik ini: Contoh pengiraan litar magnetik