Lakas ng magnetic field. Magnetizing force

Palaging may electric current sa paligid ng wire o coil magnetic field… Ang magnetic field ng isang permanenteng magnet ay sanhi ng paggalaw ng mga electron sa kanilang mga orbit sa atom.

Ang isang magnetic field ay nailalarawan sa pamamagitan ng lakas nito. Ang lakas H ng magnetic field ay katulad ng mekanikal na lakas. Ito ay isang dami ng vector, iyon ay, mayroon itong magnitude at direksyon.

Ang magnetic field, iyon ay, ang espasyo sa paligid ng magnet, ay maaaring ilarawan bilang puno ng mga magnetic lines, na itinuturing na lumabas mula sa north pole ng magnet at pumasok sa south pole (Fig. 1). Ang mga tangent sa magnetic line ay nagpapahiwatig ng direksyon ng lakas ng magnetic field.

Mas malakas ang magnetic field kung saan mas siksik ang magnetic lines (sa mga pole ng magnet o sa loob ng current-carrying coil).

Kung mas malaki ang kasalukuyang I at ang bilang ng mga pagliko ω ng coil, mas malaki ang magnetic field malapit sa wire (o sa loob ng coil).

Ang lakas ng magnetic field H sa anumang punto sa espasyo ay mas malaki kung mas malaki ang produkto ∙ ω at mas maikli ang haba ng magnetic line:

H = (I ∙ ω) / l.

Ito ay sumusunod mula sa equation na ang yunit para sa pagsukat ng lakas ng magnetic field ay ang ampere bawat metro (A / m).

Para sa bawat magnetic line sa isang naibigay na unipormeng field, ang mga produkto H1 ∙ l1 = H2 ∙ l2 = … = H ∙ l = I ∙ ω ay pantay (Fig. 1).

kanin. 1.

Ang produktong H ∙ l sa magnetic circuit ay katulad ng boltahe sa mga electric circuit at tinatawag na magnetic voltage, at kinuha kasama ang buong haba ng magnetic induction line ay tinatawag na magnetizing force (ns) Fm: Fm = H ∙ l = Ako ∙ ω.

Ang magnetizing force Fm ay sinusukat sa amperes, ngunit sa teknikal na kasanayan, sa halip na ang pangalang ampere, ang pangalan na ampere-turn ay ginagamit, na nagbibigay-diin na ang Fm ay proporsyonal sa kasalukuyang at ang bilang ng mga pagliko.

Para sa isang cylindrical coil na walang core, ang haba nito ay mas malaki kaysa sa diameter nito (l≫d), ang magnetic field sa loob ng coil ay maaaring ituring na pare-pareho, i.e. na may parehong lakas ng magnetic field H sa buong panloob na espasyo ng coil (Larawan 1). Dahil ang magnetic field sa labas ng naturang coil ay mas mahina kaysa sa loob nito, ang panlabas na magnetic field ay maaaring mapabayaan at sa pagkalkula ay ipinapalagay na n. Ang c coil ay katumbas ng produkto ng lakas ng field sa loob ng coil na beses ang haba ng coil.

Ang polarity ng magnetic field ng wire at current coil ay tinutukoy ng gimbal rule. Kung ang pasulong na paggalaw ng gimbal ay tumutugma sa direksyon ng kasalukuyang, kung gayon ang direksyon ng pag-ikot ng hawakan ng gimbal ay magsasaad ng direksyon ng mga magnetic na linya.

Mga halimbawa ng

1. Ang isang kasalukuyang ng 3 A ay dumadaloy sa isang coil na 2000 na pagliko. Ano ang n. v. mga likid?

Fm = I ∙ ω = 3 ∙ 2000 = 6000 A. Ang lakas ng magnetizing ng coil ay 6000 ampere-turns.

2. Ang isang coil ng 2500 turns ay dapat na may n. p. 10000 A. Anong agos ang dapat dumaloy dito?

I = Fm / ω = (I ∙ ω) / ω = 10000/2500 = 4 A.

3.Ang isang kasalukuyang I = 2 A ay dumadaloy sa coil. Ilang pagliko ang dapat magkaroon sa coil upang makapagbigay ng n. nayon 8000 A?

ω = Fm / I = (I ∙ ω) / I = 8000/2 = 4000 na pagliko.

4. Sa loob ng isang likid na 10 cm ang haba na may 100 pagliko, kinakailangan upang matiyak ang lakas ng magnetic field H = 4000 A / m. Magkano ang kasalukuyang dapat dalhin ng coil?

Ang magnetizing force ng coil ay Fm = H ∙ l = I ∙ ω. Samakatuwid, 4000 A / m ∙ 0.1 m = I ∙ 100; I = 400/100 = 4 A.

5. Ang diameter ng coil (solenoid) ay D = 20 mm, at ang haba nito ay l = 10 cm Ang coil ay sugat mula sa isang tansong wire na may diameter na d = 0.4 mm. Ano ang lakas ng magnetic field sa loob ng coil kung ito ay nakabukas sa 4.5V?

Ang bilang ng mga pagliko nang hindi isinasaalang-alang ang kapal ng pagkakabukod ω = l∶d = 100∶0.4 = 250 na pagliko.

Haba ng loop π ∙ d = 3.14 ∙ 0.02 m = 0.0628 m.

Haba ng coil l1 = 250 ∙ 0.0628 m = 15.7 m.

Ang aktibong paglaban ng coil r = ρ ∙ l1 / S = 0.0175 ∙ (4 ∙ 15.7) / (3.14 ∙ 0.16) = 2.2 Ohm.

Kasalukuyang I = U / r = 4.5 / 2.2 = 2.045 A ≈2 A.

Ang lakas ng magnetic field sa loob ng coil H = (I ∙ ω) / l = (2 ∙ 250) / 0.1 = 5000 A / m.

6. Tukuyin ang lakas ng magnetic field sa layo na 1, 2, 5 cm mula sa tuwid na kawad kung saan dumadaloy ang kasalukuyang I = 100 A.

Gamitin natin ang formula H ∙ l = I ∙ ω.

Para sa isang straight wire ω = 1 at l = 2 ∙ π ∙ r,

kung saan ang H = I / (2 ∙ π ∙ r).

H1 = 100 / (2 ∙ 3.14 ∙ 0.01) = 1590 A / m; H2 = 795 A/m; H3 = 318 A/m.