Magnetno polje in njegovi parametri, magnetna vezja

Pod izrazom "magnetno polje" je običajno razumeti določen energijski prostor, v katerem se manifestirajo sile magnetne interakcije. Zadevajo:

• ločene snovi: ferimagneti (kovine - predvsem lito železo, železo in njihove zlitine) in njihov razred feritov, ne glede na stanje;

• gibljivi naboji elektrike.

Imenujejo se fizična telesa, ki imajo skupni magnetni moment elektronov ali drugih delcev trajnih magnetov... Njihovo medsebojno delovanje je prikazano na fotografiji. magnetne silnice.

Nastanejo po približevanju trajnega magneta hrbtni strani kartona z enakomerno plastjo železnih opilkov. Slika prikazuje jasno oznako severnega (N) in južnega (J) pola s smerjo poljskih črt glede na njihovo orientacijo: izhod iz severnega pola in vhod v južni pol.

Kako nastane magnetno polje

Viri magnetnega polja so:

• trajni magneti;

• mobilni stroški;

• časovno spremenljivo električno polje.

Vsak otrok v vrtcu pozna delovanje trajnih magnetov.Navsezadnje je že moral izklesati slike-magnete, vzete iz paketov vseh vrst dobrot, na hladilniku.

Električni naboji v gibanju imajo običajno bistveno večjo energijo magnetnega polja kot trajni magneti… Označujemo ga tudi s silnicami. Analizirajmo pravila za njihovo risanje za ravno žico s tokom I.

Linija magnetnega polja je narisana v ravnini, pravokotni na gibanje toka, tako da je v vsaki njeni točki sila, ki deluje na severni pol magnetne igle, usmerjena tangencialno na to črto. To ustvari koncentrične kroge okoli premikajočega se naboja.

Smer teh sil je določena z znanim pravilom vijaka ali desnega vijaka.

gimlet pravilo

Potrebno je postaviti gimbal koaksialno s trenutnim vektorjem in obrniti ročico tako, da premikanje gimbala naprej sovpada z njegovo smerjo. Nato bo orientacija silnic magnetnega polja označena z vrtenjem ročaja.

V obročastem vodniku rotacijsko gibanje ročaja sovpada s smerjo toka, translacijsko gibanje pa kaže usmerjenost indukcije.

Magnetne silnice vedno zapustijo severni pol in vstopijo v južni pol. Nadaljujejo se znotraj magneta in se nikoli ne odprejo.

Za več podrobnosti si oglejte tukaj: Kako pravilo gimbala deluje v elektrotehniki

Pravila interakcije magnetnih polj

Magnetna polja iz različnih virov se seštevajo in tvorijo nastalo polje.

V tem primeru se magneti z nasprotnimi poli (N — S) med seboj privlačijo, z istimi imeni (N — N, S — S) pa se odbijajo.Interakcijske sile med poli so odvisne od razdalje med njima. Bolj kot sta pola premaknjena, večja sila nastane.

Osnovne značilnosti magnetnega polja

Vključujejo:

• vektor magnetne indukcije (V);

• magnetni tok (F);

• pretočna povezava (Ψ).

Intenzivnost ali moč vpliva polja je ocenjena z vektorjem vrednosti magnetne indukcije ... Določena je z vrednostjo sile «F», ki jo ustvari tok «I» skozi žico dolžine «l». ». V= F / (I ∙ l)

Merska enota magnetne indukcije v sistemu SI je tesla (v spomin na fizika, ki je proučeval te pojave in jih opisal z matematičnimi metodami). V ruski tehnični literaturi je označen kot "T", v mednarodni dokumentaciji pa je sprejet simbol "T".

1 T je indukcija takšnega enakomernega magnetnega pretoka, ki deluje s silo 1 newtona za vsak meter dolžine na ravno žico, pravokotno na smer polja, ko skozi to žico teče tok 1 ampera.

1T = 1 ∙ N / (A ∙ m)

Smer vektorja V določena s pravilom leve roke.

Če postavite dlan leve roke v magnetno polje tako, da silnice s severnega tečaja vstopijo v dlan pod pravim kotom in postavite štiri prste v smeri toka v žici, bo štrleči palec pomenil smer sile, ki deluje na to žico.

V primeru, da vodnik z električnim tokom ni pravokoten na magnetne silnice, bo sila, ki deluje nanj, sorazmerna z vrednostjo toka, ki teče, in komponento projekcije dolžine prevodnika z tok na ravnini, ki se nahaja v pravokotni smeri.

Sila, ki deluje na električni tok, ni odvisna od materialov, iz katerih je izdelan prevodnik, in njegove površine preseka. Tudi če te žice sploh ni in se gibljivi naboji začnejo premikati v drugem okolju med magnetnima poloma, se ta sila ne bo v ničemer spremenila.

Če ima znotraj magnetnega polja v vseh točkah vektor V enako smer in velikost, se takšno polje šteje za enotno.

Vsako okolje z magnetne lastnosti, vpliva na vrednost indukcijskega vektorja V.

Magnetni pretok (F)

Če upoštevamo prehod magnetne indukcije skozi določeno območje S, se bo indukcija, omejena na njene meje, imenovala magnetni tok.

Ko je območje nagnjeno pod določenim kotom α glede na smer magnetne indukcije, se magnetni pretok zmanjšuje s kosinusom naklonskega kota območja. Njegova največja vrednost se ustvari, ko je območje pravokotno na njegovo prodorno indukcijo. Ф = В S

Merska enota magnetnega pretoka je 1 weber, določen s prehodom indukcije 1 tesla skozi površino 1 kvadratnega metra.

Pretočna povezava

Ta izraz se uporablja za določitev celotne količine magnetnega pretoka, ki ga ustvari določeno število tokovnih vodnikov, ki se nahajajo med poloma magneta.

Za primer, ko skozi navitje tuljave s številom ovojev n teče isti tok I, se skupni (povezani) magnetni pretok vseh ovojev imenuje pretočna vezava Ψ.

Ψ = n Ф… Enota za merjenje pretoka je 1 weber.

Kako nastane magnetno polje iz izmeničnega električnega

Elektromagnetno polje, ki deluje z električnimi naboji in telesi z magnetnimi momenti, je kombinacija dveh polj:

• električni;

• magnetni.

Med seboj so povezani, so kombinacija drug drugega in ko se eden sčasoma spremeni, pride do določenih odstopanj pri drugem. Na primer, pri ustvarjanju izmeničnega sinusnega električnega polja v trifaznem generatorju se enako magnetno polje oblikuje hkrati z značilnostmi podobnih izmeničnih harmonikov.

Magnetne lastnosti snovi

V povezavi z interakcijo z zunanjim magnetnim poljem delimo snovi na:

• antiferomagneti z uravnoteženimi magnetnimi momenti, zaradi katerih se ustvari zelo majhna stopnja magnetizacije telesa;

• diamagneti z lastnostjo magnetiziranja notranjega polja proti delovanju zunanjega. Če ni zunanjega polja, se njihove magnetne lastnosti ne manifestirajo;

• paramagneti z lastnostmi magnetiziranja notranjega polja v smeri zunanjega delovanja, ki imajo majhno stopnjo magnetizem;

• feromagnetne lastnosti brez uporabljenega zunanjega polja pri temperaturah pod Curiejevo točko;

• ferimagneti z neuravnoteženimi magnetnimi momenti v velikosti in smeri.

Vse te lastnosti snovi so našle različne aplikacije v sodobnih tehnologijah.

Magnetna vezja

S tem izrazom se imenuje niz različnih magnetnih materialov, skozi katere prehaja magnetni tok. So analogni električnim tokokrogom in jih opisujejo ustrezni matematični zakoni (skupni tok, Ohm, Kirchhoff itd.). Poglej - Osnovni zakoni elektrotehnike.

Temelji izračuni magnetnih vezij vsi transformatorji, induktorji, električni stroji in številne druge naprave delujejo.

Na primer, v delujočem elektromagnetu poteka magnetni tok skozi magnetno vezje iz feromagnetnih jekel in zraka z izrazitimi neferomagnetnimi lastnostmi. Kombinacija teh elementov sestavlja magnetno vezje.

Večina električnih naprav ima v svoji zasnovi magnetna vezja. Preberite več o tem v tem članku — Magnetna vezja električnih naprav

Preberite tudi o tej temi: Primeri izračunov magnetnih vezij