Pole magnetyczne, charakterystyka pola magnetycznego

Aby zrozumieć, co jest charakterystycznepole magnetyczne, konieczne jest podanie definicji wielu zjawisk. W takim przypadku należy wcześniej pamiętać, jak i dlaczego się pojawia. Dowiedz się, jaka jest charakterystyka mocy pola magnetycznego. Ważne jest, aby podobne pole mogło występować nie tylko w magnesach. W związku z tym nie zaszkodzi wspomnieć o charakterystyce ziemskiego pola magnetycznego.

Występowanie pola

Najpierw opisz występowanie pola. Następnie możesz opisać pole magnetyczne i jego charakterystykę. Pojawia się podczas ruchu naładowanych cząstek. Może wpływać na ruchome ładunki elektryczne, w szczególności przewodzące przewodniki. Interakcja między polem magnetycznym a ładunkami ruchomymi lub przewodnikami, przez które przepływa prąd, wynika z sił zwanych elektromagnetycznymi.

Charakterystykę natężenia lub siły pola magnetycznego w pewnym punkcie przestrzennym określa się za pomocą indukcji magnetycznej. Ten ostatni jest oznaczony przez B.

Graficzna reprezentacja pola

Pole magnetyczne i jego charakterystyka mogą byćsą przedstawione w formie graficznej za pomocą linii indukcyjnych. Definicja ta odnosi się do linii stycznej, do której w dowolnym punkcie zbiegnie się z kierunkiem wektora w indukcji magnetycznej.

Linie te wchodzą w charakterystykę pola magnetycznego i służą do określenia jego kierunku i intensywności. Im wyższa intensywność pola magnetycznego, tym więcej rysowanych linii.

Czym są linie magnetyczne?

Linie magnetyczne dla przewodów prostoliniowych zprąd ma postać koncentrycznego koła, którego środek znajduje się na osi danego przewodnika. Kierunek linii pola magnetycznego w pobliżu przewodów prądu bilansową ustala zasada, że ​​idzie tak: jeśli Świderek będą zlokalizowane tak, że jest ona przykręcona do prowadnicy w kierunku prądu, następnie kierunek obrotu uchwytu odpowiada kierunku linii pola magnetycznego.

Na cewce z prądem kierunku pola magnetycznegobędzie również określona przez regułę ćwiczenia. Konieczne jest również obrócenie uchwytu w kierunku prądu w zwojach elektromagnesu. Kierunek linii indukcji magnetycznej będzie odpowiadał kierunkowi ruchu postępowego wiertła.

Definicja jednorodności i niejednorodności jest główną cechą pola magnetycznego.

Stworzony przez jeden prąd, na równych warunkach,pole będzie różnić się intensywnością w różnych mediach z powodu różnych właściwości magnetycznych w tych substancjach. Właściwości magnetyczne ośrodka charakteryzują się absolutną przenikalnością magnetyczną. Mierzona w Henry'ego na metr (g / m).

Charakterystyka pola magnetycznegoabsolutna magnetyczna przepuszczalność próżni, zwana stałą magnetyczną. Wartość, która określa, ile razy bezwzględna przepuszczalność magnetyczna ośrodka będzie różna od stałej, nazywana jest względną przenikalnością magnetyczną.

Przepuszczalność magnetyczna substancji

Jest to bezwymiarowa ilość. Substancje o wartości przepuszczalności mniejszej niż jeden nazywane są diamagnetycznie. W tych substancjach pole będzie słabsze niż w próżni. Te właściwości występują w wodorze, wodzie, kwarcu, srebrze itp.

Media o przepuszczalności magnetycznej przekraczającejjednostka, nazywane są paramagnetycznymi. W tych substancjach pole będzie silniejsze niż w próżni. Te media i substancje obejmują powietrze, aluminium, tlen, platynę.

W przypadku paramagnetycznych i diamagnetycznychsubstancje wartość przenikalności magnetycznej nie będzie zależeć od napięcia zewnętrznego pola magnetycznego. Oznacza to, że wartość jest stała dla określonej substancji.

Specjalna grupa obejmuje ferromagnesy. Dla tych substancji przenikalność magnetyczna będzie wynosić kilka tysięcy lub więcej. W przypadku tych substancji, które mają właściwość magnesowania i wzmacniania pola magnetycznego, istnieje powszechne zastosowanie w elektrotechnice.

Siła pola

Aby określić charakterystykę pola magnetycznegowraz z wektorem indukcji magnetycznej można zastosować wartość zwaną siłą pola magnetycznego. Termin ten jest wielkością wektora, która określa intensywność zewnętrznego pola magnetycznego. Kierunek pola magnetycznego w ośrodku o tych samych właściwościach we wszystkich kierunkach wektora natężenia zbiega się z wektorem indukcji magnetycznej w punkcie pola.

Silne właściwości magnetyczne ferromagnesów są wyjaśnione przez obecność w nich dowolnie namagnesowanych małych części, które można przedstawić jako małe magnesy.

Przy braku pola magnetycznego substancja ferromagnetyczna może nie mieć wyraźnych właściwości magnetycznych, ponieważ pola domenowe uzyskują różne orientacje, a ich całkowite pole magnetyczne wynosi zero.

Według głównej charakterystyki pola magnetycznego, jeśliferromagnetycznych umieszczone w zewnętrznym polu magnetycznym, na przykład, do cewki prądem pod wpływem pól zewnętrznych domen rozwijają się w kierunku zewnętrznego pola. Co więcej, pole magnetyczne cewki wzrośnie, a indukcja magnetyczna wzrośnie. Jeśli pole zewnętrzne jest wystarczająco słabe, wówczas tylko część wszystkich domen się odwróci, a pola magnetyczne zbliżają się do kierunku zewnętrznego pola w kierunku. W celu zwiększenia wytrzymałości zewnętrznego pola, liczba domen obróconych wzrośnie i w pewnej wartości napięcia zewnętrznego pola prawie wszystkie części zostaną rozmieszczone tak, że pole magnetyczne jest usytuowany w kierunku zewnętrznego pola. Ten stan nazywa się nasyceniem magnetycznym.

Związek między indukcją magnetyczną a napięciem

Połączenie indukcji magnetycznejsubstancję ferromagnetyczną i siłę pola zewnętrznego można przedstawić za pomocą wykresu zwanego krzywą magnetyzacji. W punkcie wygięcia krzywej szybkość indukcji magnetycznej maleje. Po zgięciu, gdy napięcie osiąga określony wskaźnik, następuje nasycenie, a krzywa nieznacznie się podnosi, stopniowo uzyskując kształt linii prostej. W tej sekcji indukcja wciąż rośnie, ale powoli i tylko ze względu na wzrost siły pola zewnętrznego.

Graficzna zależność tych wskaźników nie jestjest prosta, więc ich zależność jest stała, i przenikalność magnetyczna materiału jest stały pomiar i jest zależna od pola zewnętrznego.

Zmiany właściwości magnetycznych materiałów

Kiedy prąd zostanie zwiększony do pełnego nasycenia wcewka z rdzeniem ferromagnetycznym i jej późniejszy spadek, krzywa namagnesowania nie pokryje się z krzywą demagnetyzacji. Przy zerowej intensywności indukcja magnetyczna nie będzie mieć tej samej wartości, ale uzyska pewien wskaźnik zwany indukcją magnetyczną szczątkową. Sytuacja z opóźnieniem indukcji magnetycznej od siły magnesowania jest nazywana histerezą.

Do całkowitego rozmagnesowania ferromagnetykaRdzeń w cewce jest wymagany, aby dać odwrotny prąd, który stworzy niezbędne napięcie. W przypadku różnych materiałów ferromagnetycznych wymagany jest odcinek o różnej długości. Im większy, tym większa ilość energii potrzebnej do rozmagnesowania. Wartość, przy której następuje całkowite rozmagnesowanie materiału, nazywa się siłą przymusu.

Z dalszym wzrostem prądu w cewce, indukcjaznowu wzrośnie do wskaźnika nasycenia, ale z innym kierunkiem linii magnetycznych. Po rozmagnesowaniu w przeciwnym kierunku uzyskana zostanie rezydualna indukcja. Zjawisko magnetyzmu szczątkowego stosuje się przy tworzeniu magnesów trwałych z substancji o dużym eksponencie magnetyzmu szczątkowego. Dzięki substancjom zdolnym do rozmagnesowania, rdzenie są tworzone dla maszyn i urządzeń elektrycznych.

Zasada lewej ręki

Siła działająca na przewodnik z prądem makierunek zdefiniowany przez regułę lewej: lokalizacji virgin ramienia dłoni tak, że linie magnetyczne w nim zawarte, a cztery palce są przedłużone o kierunku prądu w przewodniku jest zgięty kciuk wskaże kierunek siły. Siła ta jest prostopadła do wektora indukcyjnego i prądu.

Porusza się w polu magnetycznym z obecnym dyrygentem jest uważany za prototyp silnika, która zmienia energię elektryczną w energię mechaniczną.

Zasada prawej ręki

Podczas ruchu przewodnika w polu magnetycznymśrodka wywołanej siły elektromotorycznej, która ma wartość proporcjonalną do indukcji magnetycznej, włączonego długości przewodów i ich prędkości przemieszczania. Ta zależność nazywana jest indukcją elektromagnetyczną. Przy określaniu kierunku indukowanego EMF w przewodniku użyć reguła prawej dłoni: położenie prawej strony w taki sam sposób jak w przykładzie po lewej stronie, linie magnetyczne są w dłoni i kciuk wskazuje kierunek ruchu przewodnika, wydłużone palce wskazują kierunek indukowanej siły elektromotorycznej. Przesuwanie w strumieniu magnetycznym pod wpływem zewnętrznej siły mechanicznej przewodu najprostszy przykład generatora elektrycznego, w którym energia mechaniczna jest przekształcana w energię elektryczną.

Może to być prawo indukcji elektromagnetycznejsformułowane odmiennie: w obiegu zamkniętym zachodzi EMF indukcyjna podczas każdej zmiany strumienia magnetycznego objętych tym obiegu w obwodzie EDU liczbowo równy zmian strumienia magnetycznego, który obejmuje aktywny obwód prędkości.

Ta postać dostarcza uśrednioną EMF indeksu i EMF oznacza brak zależności od strumienia magnetycznego i od szybkości jego zmiany.

Prawo Lenza

Musimy również przypomnieć prawo Lenza: Prąd wywołany zmianą pola magnetycznego przechodzącego przez obwód przez jego pole magnetyczne utrudnia tę zmianę. Jeżeli zwojów w cewkach nawleka różni się strumienia magnetycznego wywołanego przez całą cewkę EMF równa sumie jednostkami EDU różnych orbitach. Suma strumieni magnetycznych różnych zwojów cewki określana jest jako połączenie strumienia. Jednostką tej wielkości, podobnie jak strumień magnetyczny, jest sieć.

Kiedy zmienia się prąd elektryczny w obwodziezmiana następuje w strumieniu magnetycznym przez nią utworzonym. W tym przypadku, zgodnie z prawem indukcji elektromagnetycznej, wewnątrz przewodnika indukowana jest EMF. Pojawia się w związku ze zmianą prądu w przewodniku, ponieważ zjawisko to nazywa się samoindukcją, a indukowany w przewodniku EMF nazywany jest samoistniejącym ZOPS.

Strumień podnośnik i topnik są zależne nie tylko od jednej prądu, a także od rozmiarów i kształtu przewodu i przenikalność magnetyczna otaczającego materiału.

Indukcyjność przewodnika

Określa się współczynnik proporcjonalnościinduktancja przewodnika. Oznacza on zdolność przewodnika do tworzenia topnika, gdy przechodzi przez niego prąd. Jest to jeden z głównych parametrów obwodów elektrycznych. W przypadku niektórych obwodów indukcyjność jest stałym wskaźnikiem. Będzie to zależeć od wielkości obwodu, jego konfiguracji i magnetycznej przepuszczalności ośrodka. Prąd w obwodzie i strumień magnetyczny nie będą ważne.

Powyższe definicje i zjawiska dająWyjaśnienie, czym jest pole magnetyczne. Podano także główne właściwości pola magnetycznego, za pomocą którego można podać definicję tego zjawiska.