Ang magnetic field at ang mga parameter nito, magnetic circuits

Sa ilalim ng terminong "magnetic field" kaugalian na maunawaan ang isang tiyak na espasyo ng enerhiya kung saan ang mga puwersa ng magnetic na pakikipag-ugnayan ay ipinahayag. Nag-aalala sila:

• hiwalay na mga sangkap: ferrimagnets (mga metal - pangunahin ang cast iron, iron at ang kanilang mga haluang metal) at ang kanilang klase ng mga ferrite, anuman ang estado;

• gumagalaw na singil ng kuryente.

Ang mga ito ay tinatawag na mga pisikal na katawan na may karaniwang magnetic moment ng mga electron o iba pang mga particle ng permanenteng magnet... Ang kanilang pakikipag-ugnayan ay ipinapakita sa larawan. mga linya ng magnetic field.

Nabuo ang mga ito pagkatapos magdala ng permanenteng magnet sa likod ng isang karton na sheet na may pantay na layer ng iron filings. Ang larawan ay nagpapakita ng malinaw na pagmamarka ng North (N) at South (S) Poles na may direksyon ng field lines na may kaugnayan sa kanilang oryentasyon: ang labasan mula sa North Pole at ang pasukan sa South Pole.

Paano nilikha ang isang magnetic field

Ang mga mapagkukunan ng magnetic field ay:

• permanenteng magneto;

• mga singil sa mobile;

• electric field na nag-iiba-iba ng oras.

Ang bawat bata sa kindergarten ay pamilyar sa pagkilos ng mga permanenteng magnet.Pagkatapos ng lahat, kailangan na niyang mag-sculpt ng mga larawan-magnet, na kinuha mula sa mga pakete ng lahat ng uri ng goodies, sa refrigerator.

Ang mga electric charge sa paggalaw ay karaniwang may mas mataas na magnetic field energy kaysa permanenteng magneto… Ito ay tinutukoy din ng mga linya ng puwersa. Suriin natin ang mga patakaran para sa kanilang pagguhit para sa isang tuwid na kawad na may kasalukuyang I.

Ang linya ng magnetic field ay iginuhit sa isang eroplano na patayo sa paggalaw ng kasalukuyang, upang sa bawat isa sa mga punto nito ang puwersa na kumikilos sa north pole ng magnetic needle ay nakadirekta nang tangential sa linyang ito. Lumilikha ito ng mga concentric na bilog sa paligid ng gumagalaw na singil.

Ang direksyon ng mga puwersang ito ay tinutukoy ng kilalang turnilyo o kanang kamay na panuntunan ng turnilyo.

panuntunan ng gimlet

Kinakailangang ilagay ang gimbal coaxial na may kasalukuyang vector at iikot ang hawakan upang ang pasulong na paggalaw ng gimbal ay tumutugma sa direksyon nito. Pagkatapos ay ipahiwatig ang oryentasyon ng mga linya ng magnetic field sa pamamagitan ng pag-ikot ng hawakan.

Sa isang ring conductor, ang rotational motion ng handle ay tumutugma sa direksyon ng kasalukuyang, at ang translational motion ay nagpapahiwatig ng oryentasyon ng induction.

Palaging umaalis sa North Pole ang mga linya ng magnetic field at pumapasok sa South Pole. Nagpapatuloy sila sa loob ng magnet at hindi nabubuksan.

Tingnan dito para sa higit pang mga detalye: Paano gumagana ang panuntunan ng gimbal sa electrical engineering

Mga panuntunan ng pakikipag-ugnayan ng mga magnetic field

Magnetic field mula sa iba't ibang source ay nagdaragdag upang mabuo ang resultang field.

Sa kasong ito, ang mga magnet na may magkasalungat na pole (N - S) ay naaakit sa isa't isa, at may parehong mga pangalan (N - N, S - S) - tinataboy nila ang bawat isa.Ang mga puwersa ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga pole ay nakasalalay sa distansya sa pagitan nila. Ang mas malapit ang mga pole ay inilipat, mas maraming puwersa ang nabuo.

Mga pangunahing katangian ng magnetic field

Kabilang sa mga ito ang:

• magnetic induction vector (V);

• magnetic flux (F);

• flux linkage (Ψ).

Ang intensity o puwersa ng epekto ng field ay tinatantya ng value vector ng magnetic induction... Ito ay tinutukoy ng halaga ng puwersa «F» na nilikha ng dumadaan na kasalukuyang «I» sa pamamagitan ng wire na may haba «l ». V= F / (I ∙ l)

Ang yunit ng pagsukat ng magnetic induction sa SI system ay Tesla (sa memorya ng physicist na nag-aral ng mga phenomena na ito at inilarawan ang mga ito gamit ang mga pamamaraan ng matematika). Sa teknikal na panitikan ng Russia, ito ay itinalaga bilang "T", at sa internasyonal na dokumentasyon, ang simbolo na "T" ay pinagtibay.

Ang 1 T ay ang induction ng naturang unipormeng magnetic flux na kumikilos nang may puwersa na 1 newton para sa bawat metro ng haba sa isang tuwid na wire na patayo sa direksyon ng field kapag ang isang kasalukuyang 1 ampere ay dumaan sa wire na iyon.

1T = 1 ∙ N / (A ∙ m)

Ang direksyon ng vector V ay tinutukoy ng panuntunan sa kaliwang kamay.

Kung ilalagay mo ang palad ng iyong kaliwang kamay sa isang magnetic field upang ang mga linya ng puwersa mula sa North Pole ay pumasok sa palad sa tamang mga anggulo at ilagay ang apat na daliri sa direksyon ng kasalukuyang sa wire, pagkatapos ay ang nakausli na hinlalaki ay magsasaad ng direksyon ng puwersang kumikilos sa kawad na iyon.

Kung sakaling ang konduktor na may isang electric current ay hindi matatagpuan sa tamang mga anggulo sa mga linya ng magnetic field, ang puwersa na kumikilos dito ay magiging proporsyonal sa halaga ng kasalukuyang dumadaloy at ang bahagi ng projection ng haba ng konduktor na may isang kasalukuyang sa isang eroplano na matatagpuan sa isang patayo na direksyon.

Ang puwersa na kumikilos sa isang electric current ay hindi nakasalalay sa mga materyales kung saan ginawa ang konduktor at ang cross-sectional area nito. Kahit na ang kawad na ito ay wala sa lahat at ang gumagalaw na mga singil ay nagsimulang gumalaw sa ibang kapaligiran sa pagitan ng mga magnetic pole, ang puwersang ito ay hindi magbabago sa anumang paraan.

Kung sa loob ng magnetic field sa lahat ng mga punto ang vector V ay may parehong direksyon at magnitude, kung gayon ang naturang field ay itinuturing na pare-pareho.

Anumang kapaligiran na may magnetic properties, ay nakakaapekto sa halaga ng induction vector V.

Magnetic flux (F)

Kung isasaalang-alang natin ang pagpasa ng magnetic induction sa isang tiyak na rehiyon S, kung gayon ang induction na limitado sa mga hangganan nito ay tatawaging magnetic flux.

Kapag ang rehiyon ay nakahilig sa ilang anggulo α sa direksyon ng magnetic induction, ang magnetic flux ay bumababa sa cosine ng anggulo ng inclination ng rehiyon. Ang pinakamataas na halaga nito ay nalilikha kapag ang lugar ay patayo sa tumatagos na induction nito. Ф = В S

Ang yunit ng pagsukat ng magnetic flux ay 1 weber, na tinutukoy ng pagpasa ng isang induction ng 1 tesla sa isang lugar na 1 square meter.

Koneksyon sa streaming

Ang terminong ito ay ginagamit upang makuha ang kabuuang halaga ng magnetic flux na nabuo ng isang tiyak na bilang ng mga kasalukuyang conductor na matatagpuan sa pagitan ng mga pole ng isang magnet.

Para sa kaso kapag ang parehong kasalukuyang ako ay dumaan sa paikot-ikot ng coil na may bilang ng mga liko n, kung gayon ang kabuuang (konektado) magnetic flux ng lahat ng mga liko ay tinatawag na flux linkage Ψ.

Ψ = n Ф… Ang yunit ng pagsukat ng daloy ay 1 weber.

Paano nabuo ang isang magnetic field mula sa isang alternating electric

Ang electromagnetic field na nakikipag-ugnayan sa mga electric charge at mga katawan na may magnetic moments ay isang kumbinasyon ng dalawang field:

• elektrikal;

• magnetic.

Ang mga ito ay magkakaugnay, sila ay isang kumbinasyon ng bawat isa, at kapag ang isa ay nagbabago sa paglipas ng panahon, ang ilang mga paglihis ay nangyayari sa isa pa. Halimbawa, kapag lumilikha ng isang alternating sinusoidal electric field sa isang three-phase generator, ang parehong magnetic field ay nabuo nang sabay-sabay sa mga katangian ng magkatulad na alternating harmonics.

Magnetic na katangian ng mga sangkap

May kaugnayan sa pakikipag-ugnayan sa isang panlabas na magnetic field, ang mga sangkap ay nahahati sa:

• antiferromagnets na may balanseng magnetic moments, dahil sa kung saan ang isang napakaliit na antas ng magnetization ng katawan ay nilikha;

• diamagnets na may ari-arian ng magnetizing ang panloob na patlang laban sa pagkilos ng panlabas na isa. Kapag walang panlabas na larangan, kung gayon ang kanilang mga magnetic na katangian ay hindi nagpapakita;

• paramagnets na may mga katangian ng magnetizing ang panloob na patlang sa direksyon ng panlabas na aksyon, na may isang maliit na antas magnetismo;

• ferromagnetic properties na walang inilapat na panlabas na field sa mga temperatura sa ibaba ng Curie point;

• ferrimagnets na may hindi balanseng magnetic moments sa magnitude at direksyon.

Ang lahat ng mga katangiang ito ng mga sangkap ay nakahanap ng iba't ibang mga aplikasyon sa mga modernong teknolohiya.

Mga magnetic circuit

Ang terminong ito ay tinatawag na isang set ng iba't ibang magnetic material kung saan dumadaan ang isang magnetic flux. Ang mga ito ay kahalintulad sa mga electric circuit at inilalarawan ng kaukulang mga batas sa matematika (kabuuang kasalukuyang, Ohm, Kirchhoff, atbp.). tignan mo - Mga pangunahing batas ng electrical engineering.

Batay mga kalkulasyon ng magnetic circuit gumagana ang lahat ng mga transformer, inductor, mga de-koryenteng makina at marami pang ibang device.

Halimbawa, sa isang gumaganang electromagnet, ang magnetic flux ay dumadaan sa isang magnetic circuit na gawa sa ferromagnetic steels at hangin na may binibigkas na non-ferromagnetic properties. Ang kumbinasyon ng mga elementong ito ay bumubuo sa magnetic circuit.

Karamihan sa mga de-koryenteng aparato ay may mga magnetic circuit sa kanilang disenyo. Magbasa nang higit pa tungkol dito sa artikulong ito - Magnetic circuit ng mga de-koryenteng aparato

Basahin din ang paksang ito: Mga halimbawa ng mga kalkulasyon ng magnetic circuit