A mágneses tér és paraméterei, mágneses áramkörök

A „mágneses mező” kifejezés alatt szokás egy bizonyos energiateret érteni, amelyben a mágneses kölcsönhatás erői megnyilvánulnak. A következőkre vonatkoznak:

• különálló anyagok: ferrimágnesek (fémek - főként öntöttvas, vas és ötvözeteik) és ferritosztálya, állapottól függetlenül;

• mozgó elektromos töltések.

Fizikai testeknek nevezik őket, amelyekben az elektronok vagy az állandó mágnesek egyéb részecskéinek közös mágneses momentuma van... Kölcsönhatásuk a fotón látható. mágneses erővonalak.

Egy egyenletes vasreszelékrétegű kartonlap hátoldalára állandó mágnest helyeztek. A képen jól látható az északi (É) és a déli (D) pólus a mezővonalak irányával a tájolásukhoz képest: az Északi-sark kijárata és a Déli-sark bejárata.

Hogyan jön létre a mágneses mező

A mágneses mező forrásai:

• állandó mágnesek;

• mobildíjak;

• időben változó elektromos tér.

Az óvodában minden gyermek ismeri az állandó mágnesek működését.Hiszen már a hűtőre kellett képeket-mágneseket faragnia, mindenféle nyalánkságcsomagokból szedve.

A mozgásban lévő elektromos töltések mágneses térenergiája általában lényegesen nagyobb, mint állandó mágnesek… Erővonalakkal is jelölik. Elemezzük az I áramerősségű egyenes vezeték rajzának szabályait.

A mágneses tér vonalát az áram mozgására merőleges síkban húzzuk meg úgy, hogy minden pontjában a mágnestű északi pólusára ható erő tangenciálisan erre az egyenesre irányul. Ez koncentrikus köröket hoz létre a mozgó töltés körül.

Ezen erők irányát a jól ismert csavar vagy jobboldali csavarszabály határozza meg.

gimlet szabály

A kardángyűrűt koaxiálisan kell elhelyezni az áramvektorral, és el kell forgatni a fogantyút úgy, hogy a gimbal előremozdulása egybeessen az irányával. Ezután a fogantyú elfordítása jelzi a mágneses erővonalak irányát.

Gyűrűs vezetőben a fogantyú forgó mozgása egybeesik az áram irányával, a transzlációs mozgás pedig az indukció irányát jelzi.

A mágneses erővonalak mindig elhagyják az Északi-sarkot, és belépnek a Déli-sarkra. A mágnes belsejében folytatódnak, és soha nem nyitják ki.

További részletekért lásd itt: Hogyan működik a gimbal szabály az elektrotechnikában

A mágneses mezők kölcsönhatásának szabályai

A különböző forrásokból származó mágneses mezők összeadódnak, és a kapott mezőt alkotják.

Ebben az esetben az ellentétes pólusú (N - S) mágnesek vonzódnak egymáshoz, és azonos nevű (N - N, S - S) mágnesek taszítják egymást.A pólusok közötti kölcsönhatási erők a köztük lévő távolságtól függenek. Minél közelebb vannak a pólusok eltolva, annál nagyobb erő keletkezik.

A mágneses tér alapvető jellemzői

Tartalmazzák:

• mágneses indukciós vektor (V);

• mágneses fluxus (F);

• fluxus kapcsolódás (Ψ).

A tér becsapódásának intenzitását vagy erejét a mágneses indukció értékvektora becsüli meg... Azt az «F» erő értéke határozza meg, amelyet az «I» hosszúságú vezetéken áthaladó «I» áram hoz létre. ». V= F / (I ∙ l)

A mágneses indukció mértékegysége az SI rendszerben a Tesla (annak a fizikusnak az emlékére, aki ezeket a jelenségeket tanulmányozta és matematikai módszerekkel leírta). Az orosz szakirodalomban "T"-vel jelölik, a nemzetközi dokumentációban pedig a "T" szimbólumot alkalmazzák.

1 T egy ilyen egyenletes mágneses fluxus indukciója, amely 1 newton erővel hat minden méter hosszúságra egy egyenes vezetéken, amely merőleges a tér irányára, amikor 1 amperes áram halad át a vezetéken.

1T = 1 ∙ N / (A ∙ m)

A V vektor irányát a bal kéz szabálya határozza meg.

Ha bal kezed tenyerét mágneses térbe helyezed úgy, hogy az északi pólus felől érkező erővonalak derékszögben lépnek be a tenyérbe, és négy ujjadat a vezetékben lévő áram irányába helyezed, akkor a kiálló hüvelykujj jelzi a az arra a vezetékre ható erő iránya .

Abban az esetben, ha az elektromos árammal rendelkező vezető nem merőlegesen helyezkedik el a mágneses erővonalakra, a rá ható erő arányos lesz az átfolyó áram értékével és a vezető hosszának vetületének összetevőjével. merőleges irányú síkon lévő áram.

Az elektromos áramra ható erő nem függ a vezető anyagától és a keresztmetszeti területétől. Még ha ez a vezeték egyáltalán nem is létezik, és a mozgó töltések más környezetben kezdenek mozogni a mágneses pólusok között, ez az erő semmilyen módon nem változik.

Ha a mágneses téren belül minden ponton a V vektor iránya és nagysága azonos, akkor az ilyen mezőt egységesnek tekintjük.

Bármilyen környezetben mágneses tulajdonságok, befolyásolja a V indukciós vektor értékét.

Mágneses fluxus (F)

Ha figyelembe vesszük a mágneses indukció áthaladását egy bizonyos S tartományon, akkor a határaira korlátozódó indukciót mágneses fluxusnak nevezzük.

Ha a tartomány valamilyen α szöget zár be a mágneses indukció irányával, akkor a mágneses fluxus a tartomány dőlésszögének koszinuszával csökken. Maximális értéke akkor jön létre, ha a terület merőleges a behatoló indukciójára. Ф = В S

A mágneses fluxus mértékegysége 1 weber, amelyet 1 tesla indukció 1 négyzetméteres területen történő áthaladása határozza meg.

Streaming kapcsolat

Ezt a kifejezést a mágnes pólusai között elhelyezkedő bizonyos számú áramvezető által generált teljes mágneses fluxus meghatározására használják.

Abban az esetben, ha a tekercs tekercsén ugyanaz az I áram halad át n menetszámmal, akkor az összes menet teljes (összekapcsolt) mágneses fluxusát Ψ fluxuskapcsolatnak nevezzük.

Ψ = n Ф… Az áramlásmérés mértékegysége 1 weber.

Hogyan jön létre a mágneses mező egy váltakozó elektromosból

Az elektromos töltésekkel és mágneses momentumú testekkel kölcsönhatásba lépő elektromágneses mező két mező kombinációja:

• elektromos;

• mágneses.

Összefüggenek egymással, egymás kombinációi, és ha az egyik idővel megváltozik, bizonyos eltérések lépnek fel a másikban. Például, ha egy háromfázisú generátorban váltakozó szinuszos elektromos mezőt hozunk létre, ugyanaz a mágneses tér jön létre egyidejűleg a hasonló váltakozó felharmonikusok jellemzőivel.

Az anyagok mágneses tulajdonságai

A külső mágneses térrel való kölcsönhatás kapcsán az anyagokat a következőkre osztják:

• antiferromágnesek kiegyensúlyozott mágneses nyomatékokkal, amelyek miatt a test nagyon kis mértékű mágnesezettsége jön létre;

• olyan diamágnesek, amelyek a belső mezőt a külső hatásával szemben mágnesezik. Ha nincs külső tér, akkor mágneses tulajdonságaik nem nyilvánulnak meg;

• paramágnesek, amelyek a belső mezőt a külső hatás irányába mágnesezik, amelyek kis fokúak mágnesesség;

• ferromágneses tulajdonságok külső tér nélkül a Curie-pont alatti hőmérsékleten;

• ferrimágnesek kiegyensúlyozatlan mágneses momentumokkal nagyságban és irányban.

Az anyagok mindezen tulajdonságai különféle alkalmazásokat találtak a modern technológiákban.

Mágneses áramkörök

Ezt a kifejezést különböző mágneses anyagok halmazának nevezzük, amelyeken a mágneses fluxus áthalad, és hasonlóak az elektromos áramkörökhöz, és a megfelelő matematikai törvényekkel (teljes áram, Ohm, Kirchhoff stb.) írják le. Néz - Az elektrotechnika alaptörvényei.

Alapján mágneses áramkör számítások minden transzformátor, induktor, elektromos gép és sok más készülék működik.

Például egy működő elektromágnesben a mágneses fluxus egy ferromágneses acélból és levegőből álló mágneses áramkörön halad keresztül, amely kifejezett nem ferromágneses tulajdonságokkal rendelkezik. Ezen elemek kombinációja alkotja a mágneses áramkört.

A legtöbb elektromos eszköz mágneses áramkörrel rendelkezik. Erről ebben a cikkben olvashat bővebben - Elektromos készülékek mágneses áramkörei

Olvass még erről a témáról: Példák mágneses áramköri számításokra