Магниттік өрістің сипаттамасы не екенін түсіну үшін көптеген құбылыстарды анықтау керек. Бұл ретте оның қалай және неліктен пайда болғанын алдын ала есте сақтау керек. Магниттік өрістің қуат сипаттамасы қандай екенін табыңыз. Сондай-ақ, мұндай өріс тек магниттерде ғана емес болуы мүмкін екендігі маңызды. Осыған байланысты жердің магнит өрісінің сипаттамаларын айтудың зияны жоқ.
Өрістің пайда болуы
Біріншіден, өрістің сыртқы түрін сипаттау керек. Осыдан кейін сіз магнит өрісін және оның сипаттамаларын сипаттай аласыз. Ол зарядталған бөлшектердің қозғалысы кезінде пайда болады. Қозғалыстағы электр зарядтарына, әсіресе өткізгіш өткізгіштерге әсер етуі мүмкін. Магнит өрісі мен қозғалатын зарядтар немесе ток өтетін өткізгіштер арасындағы өзара әрекеттесу электромагниттік деп аталатын күштерге байланысты болады.
Магниттік өрістің қарқындылығы немесе қуат сипаттамасыбелгілі бір кеңістіктік нүкте магниттік индукция көмегімен анықталады. Соңғысы B белгісімен белгіленеді.
Өрістің графикалық көрінісі
Магниттік өрісті және оның сипаттамаларын индукция сызықтары арқылы графикалық түрде көрсетуге болады. Бұл анықтама кез келген нүктедегі жанамалары магниттік индукцияның y векторының бағытымен сәйкес келетін сызықтар деп аталады.
Бұл сызықтар магнит өрісінің сипаттамаларына кіреді және оның бағыты мен қарқындылығын анықтау үшін қолданылады. Магниттік өрістің қарқындылығы неғұрлым жоғары болса, соғұрлым көп деректер сызықтары сызылады.
Магниттік сызықтар дегеніміз не
Тогы бар түзу өткізгіштердегі магниттік сызықтар ортасы осы өткізгіштің осінде орналасқан концентрлік шеңбер тәрізді болады. Тогы бар өткізгіштердің жанындағы магниттік сызықтардың бағыты гимлет ережесімен анықталады, ол келесідей естіледі: егер гимлет ток бағыты бойынша өткізгішке бұралатын етіп орналасса, онда оның айналу бағыты. тұтқа магниттік сызықтардың бағытына сәйкес келеді.
Тогы бар катушкалар үшін магнит өрісінің бағыты да гимлет ережесімен анықталады. Сондай-ақ, соленоидтың бұрылыстарында тұтқаны ток бағыты бойынша бұру қажет. Магниттік индукция сызықтарының бағыты гимлеттің трансляциялық қозғалысының бағытына сәйкес болады.
Біртектілік пен біртексіздік анықтамасы магнит өрісінің негізгі сипаттамасы болып табылады.
Бір токпен, тең жағдайларда, өріспен жасалғанбұл заттардағы әртүрлі магниттік қасиеттерге байланысты әр түрлі орталарда өзінің қарқындылығымен ерекшеленеді. Ортаның магниттік қасиеттері абсолютті магниттік өткізгіштікпен сипатталады. Метрге генримен өлшенген (г/м).
Магниттік өрістің сипаттамасына магниттік тұрақты деп аталатын вакуумның абсолютті магниттік өткізгіштігі кіреді. Ортаның абсолютті магниттік өткізгіштігінің тұрақтыдан қанша есе ерекшеленетінін анықтайтын шама салыстырмалы магниттік өткізгіштік деп аталады.
Заттардың магниттік өткізгіштігі
Бұл өлшемсіз шама. Өткізгіштік мәні бірден төмен заттарды диамагниттік деп атайды. Бұл заттарда өріс вакуумға қарағанда әлсіз болады. Бұл қасиеттер сутегі, су, кварц, күміс, т.б. бар.
Магниттік өткізгіштігі біреуден жоғары медиа парамагниттік деп аталады. Бұл заттарда өріс вакуумға қарағанда күштірек болады. Бұл тасымалдағыштар мен заттарға ауа, алюминий, оттегі, платина жатады.
Парамагниттік және диамагнитті заттар жағдайында магниттік өткізгіштіктің мәні сыртқы, магниттеу өрісінің кернеуіне тәуелді болмайды. Бұл белгілі бір зат үшін мәннің тұрақты екенін білдіреді.
Ферромагнетиктер ерекше топқа жатады. Бұл заттар үшін магниттік өткізгіштік бірнеше мың немесе одан да көп болады. Магниттелу және магнит өрісін күшейту қасиеті бар бұл заттар электротехникада кеңінен қолданылады.
Өрістік күші
Магниттік өрістің сипаттамаларын анықтау үшін магниттік индукция векторымен бірге магнит өрісінің күші деп аталатын мәнді пайдалануға болады. Бұл термин сыртқы магнит өрісінің қарқындылығын анықтайтын векторлық шама болып табылады. Барлық бағытта бірдей қасиеттерге ие ортадағы магнит өрісінің бағыты, қарқындылық векторы өріс нүктесіндегі магнит индукциясы векторымен сәйкес келеді.
Ферромагнетиктердің күшті магниттік қасиеттері оларда ұсақ магниттер түрінде бейнеленуі мүмкін кездейсоқ магниттелген ұсақ бөлшектердің болуымен түсіндіріледі.
Магниттік өріссіз ферромагниттік зат айқын магниттік қасиеттерге ие болмауы мүмкін, өйткені домен өрістері әртүрлі бағыттар алады және олардың жалпы магнит өрісі нөлге тең.
Магниттік өрістің негізгі сипаттамаларына сәйкес, егер ферромагнетикті сыртқы магнит өрісіне, мысалы, ток бар катушкаға орналастырса, онда сыртқы өрістің әсерінен домендер айналады. сыртқы өрістің бағыты. Сонымен қатар, катушкалардағы магнит өрісі артады, ал магнит индукциясы артады. Егер сыртқы өріс жеткілікті түрде әлсіз болса, магнит өрістері сыртқы өріс бағытына жақындайтын барлық домендердің бір бөлігі ғана төңкеріледі. Сыртқы өрістің күші артқан сайын айналмалы домендердің саны артады және сыртқы өріс кернеуінің белгілі бір мәнінде барлық бөліктер дерлік магнит өрістері сыртқы өріс бағытында орналасатындай айналады. Бұл күй магниттік қанығу деп аталады.
Магниттік индукция мен қарқындылық арасындағы байланыс
Ферромагниттік заттың магниттік индукциясы мен сыртқы өрістің күші арасындағы байланысты магниттелу қисығы деп аталатын график арқылы бейнелеуге болады. Қисық графиктің иілісі кезінде магнит индукциясының өсу жылдамдығы төмендейді. Кернеу белгілі бір деңгейге жететін иілуден кейін қанықтыру пайда болады және қисық аздап көтеріліп, бірте-бірте түзу сызықтың пішініне ие болады. Бұл бөлімде индукция әлі де өсуде, бірақ өте баяу және тек сыртқы өріс күшінің артуына байланысты.
Индикатор деректерінің графикалық тәуелділігі тікелей емес, яғни олардың қатынасы тұрақты емес, ал материалдың магниттік өткізгіштігі тұрақты көрсеткіш емес, сыртқы өріске тәуелді.
Материалдардың магниттік қасиеттерінің өзгеруі
Ферромагниттік өзегі бар катушкалардағы токты толық қанығуға дейін арттырып, кейін оны азайтқанда магниттену қисығы магнитсіздену қисығымен сәйкес келмейді. Нөлдік интенсивтілік кезінде магнит индукциясы бірдей мәнге ие болмайды, бірақ қалдық магниттік индукция деп аталатын кейбір индикаторға ие болады. Магниттеу күшінен магнит индукциясының артта қалу жағдайы гистерезис деп аталады.
Катушкадағы ферромагниттік ядроны толығымен магнитсіздендіру үшін қажетті кернеуді тудыратын кері ток беру қажет. Әртүрлі ферромагниттік үшінзаттар үшін әртүрлі ұзындықтағы сегмент қажет. Ол неғұрлым үлкен болса, магнитсіздену үшін соғұрлым көп энергия қажет. Материалдың толығымен магнитсізденуі кезіндегі шама коэрцив күші деп аталады.
Орамдағы токтың одан әрі артуымен индукция қайтадан қанығу индексіне дейін артады, бірақ магниттік сызықтардың басқа бағытымен. Қарсы бағытта магнитсіздендіру кезінде қалдық индукция алынады. Қалдық магнетизм құбылысы қалдық магнетизмі жоғары заттардан тұрақты магниттер жасау үшін қолданылады. Қайта магниттеу мүмкіндігі бар материалдар электр машиналары мен құрылғылары үшін өзектерді жасау үшін пайдаланылады.
Сол қол ережесі
Тогы бар өткізгішке әсер ететін күштің сол қол ережесімен анықталатын бағыты бар: тың қолдың алақаны оған магниттік сызықтар енетіндей орналасқанда және төрт саусақ созылғанда. өткізгіштегі ток бағыты бойынша, иілген бас бармақ күштің бағытын көрсетеді. Бұл күш индукция векторы мен токқа перпендикуляр.
Магниттік өрісте қозғалатын ток өткізгіш электр энергиясын механикалық энергияға өзгертетін электр қозғалтқышының прототипі болып саналады.
Оң қол ережесі
Өткізгіштің магнит өрісіндегі қозғалысы кезінде оның ішінде магнит индукциясына, тартылған өткізгіштің ұзындығына және оның қозғалыс жылдамдығына пропорционал мәнге ие электр қозғаушы күш индукцияланады. Бұл тәуелділік электромагниттік индукция деп аталады. Сағатөткізгіштегі индукцияланған ЭҚК бағытын анықтау үшін оң қол ережесі қолданылады: оң қол сол жақтағы мысалдағыдай орналасса, магниттік сызықтар алақанға енеді, ал бас бармақ бағытын көрсетеді. өткізгіштің қозғалысы, созылған саусақтар индукцияланған ЭҚК бағытын көрсетеді. Сыртқы механикалық күштің әсерінен магнит ағынында қозғалатын өткізгіш механикалық энергия электр энергиясына айналатын электр генераторының ең қарапайым мысалы болып табылады.
Электромагниттік индукция заңын басқаша тұжырымдауға болады: тұйық контурда ЭҚК индукцияланады, осы контур қамтитын магнит ағынының кез келген өзгерісі кезінде тізбектегі ЭФЭ өзгеру жылдамдығына сандық түрде тең. осы тізбекті қамтитын магнит ағынының.
Бұл пішін орташа ЭҚК индикаторын береді және ЭҚК-нің магнит ағынына емес, оның өзгеру жылдамдығына тәуелділігін көрсетеді.
Ленц заңы
Сонымен қатар Ленц заңын есте сақтау керек: контур арқылы өтетін магнит өрісінің өзгеруінен туындаған ток, оның магнит өрісі бұл өзгеріске жол бермейді. Егер катушканың бұрылыстары әртүрлі шамадағы магнит ағындарымен тесілсе, онда бүкіл катушкада индукцияланған ЭҚК әртүрлі бұрылыстардағы ЭҚК қосындысына тең болады. Орамның әртүрлі бұрылыстарының магнит ағындарының қосындысы ағынды байланыс деп аталады. Бұл шаманың, сондай-ақ магнит ағынының өлшем бірлігі Вебер болып табылады.
Тізбектегі электр тогы өзгерген кезде оның жасаған магнит ағыны да өзгереді. Сонымен бірге электромагниттік индукция заңы бойынша ішкеөткізгіш, ЭҚК индукцияланады. Ол өткізгіштегі токтың өзгеруіне байланысты пайда болады, сондықтан бұл құбылыс өзін-өзі индукция деп атайды, ал өткізгіште индукцияланған ЭҚК өзіндік индукциялық ЭҚК деп аталады.
Ағынның байланысы және магнит ағыны тек ток күшіне ғана емес, сонымен қатар берілген өткізгіштің өлшемі мен пішініне және қоршаған заттың магниттік өткізгіштігіне байланысты.
Өткізгіш индуктивтілігі
Пропорционалдық коэффициенті өткізгіштің индуктивтілігі деп аталады. Ол электр тогы өткен кезде өткізгіштің ағынды байланыстыру қабілетін білдіреді. Бұл электр тізбектерінің негізгі параметрлерінің бірі. Белгілі бір тізбектер үшін индуктивтілік тұрақты болып табылады. Ол контурдың өлшеміне, оның конфигурациясына және ортаның магниттік өткізгіштігіне байланысты болады. Бұл жағдайда тізбектегі ток күші және магнит ағыны маңызды болмайды.
Жоғарыда келтірілген анықтамалар мен құбылыстар магнит өрісі деген не екенін түсіндіреді. Сондай-ақ магнит өрісінің негізгі сипаттамалары берілген, олардың көмегімен бұл құбылысты анықтауға болады.
