Magnetické pole, charakteristika magnetického pole

Rozumět tomu, co je charakteristickémagnetické pole, je třeba dát definice mnoha jevům. V takovém případě je třeba si předem uvědomit, jak a proč se to objeví. Zjistěte, co je síla charakteristická pro magnetické pole. Zároveň důležité, že takové pole, může dojít nejen v magnetů. V tomto ohledu bude zmínka nebrání magnetické pole charakteristická zemské.

Výskyt pole

Nejprve popište výskyt pole. Potom můžete popsat magnetické pole a jeho charakteristiky. Objevuje se během pohybu nabitých částic. Může ovlivnit pohyb elektrických nábojů, zejména vodivých vodičů. Interakce mezi magnetickým polem a pohyblivými náboji nebo vodiči, kterými proud proudí, je způsoben síly, které se nazývají elektromagnetické.

Intenzita nebo síla charakteristická pro magnetické pole v určitém prostorovém bodě je určena magnetickou indukcí. Druhý je označen B.

Grafické znázornění oboru

Magnetické pole a jeho vlastnosti mohou býtjsou graficky znázorněny pomocí indukčních linek. Tato definice se vztahuje na čáry tangentní, na které se v jakémkoliv bodě shoduje se směrem vektoru v magnetické indukci.

Tyto linie vstupují do charakteristiky magnetického pole a slouží k určení jeho směru a intenzity. Čím vyšší je intenzita magnetického pole, tím více budou čerpány.

Co jsou to magnetické linky?

Magnetické vedení pro přímočaré vodiče sSoučasná mají tvar soustředné kružnice, jejíž střed se nachází na ose vodiče. Směr siločar magnetického pole poblíž vodiče pod proudem je určena pravidlo, že vypadá takto: v případě, že nebozez budou umístěny tak, že je zašroubován do vedení ve směru proudu, pak je směr oběhu rukojeti odpovídá směru magnetických siločar.

Na cívce s proudem směr magnetického polebude také určeno pravidlem vrtačky. Rovněž je nutné otáčet rukojetí ve směru proudu v otáčkách solenoidu. Směr vedení magnetické indukce bude odpovídat směru translačního pohybu vrtačky.

Stanovení homogenity a nehomogenity je hlavní charakteristikou magnetického pole.

Vytvořil jeden proud, za stejných podmínek,pole se liší svou intenzitou v různých médiích kvůli různým magnetickým vlastnostem v těchto látkách. Magnetické vlastnosti média jsou charakterizovány absolutní magnetickou permeabilitou. Naměřené v Henrych na metr (g / m).

Charakteristika magnetického pole jeabsolutní magnetickou permeabilitu vakua, nazvanou magnetická konstanta. Hodnota, která určuje, kolikrát se absolutní magnetická propustnost média bude lišit od konstanty, se nazývá relativní magnetickou permeabilitou.

Magnetická propustnost látek

Toto je bezrozměrné množství. Látky s hodnotou permeability menší než jedna se nazývají diamagnetické. U těchto látek bude pole slabší než ve vakuu. Tyto vlastnosti jsou přítomny v vodíku, vodě, křemene, stříbra atd.

Média s magnetickou propustností větší nežjednotky, se nazývají paramagnetické. V těchto látkách bude pole silnější než ve vakuu. Tato média a látky zahrnují vzduch, hliník, kyslík, platinu.

V případě paramagnetických a diamagnetickýchže hodnota magnetické permeability nebude záviset na napětí vnějšího magnetizujícího pole. To znamená, že hodnota je pro určitou látku konstantní.

Zvláštní skupina zahrnuje feromagnety. U těchto látek bude magnetická permeabilita několik tisíc nebo více. V těchto sloučeninách, které mají vlastnost, že je magnetizován a zesílení magnetického pole, existuje široké využití v elektrotechnice.

Síla pole

Určení vlastností magnetického polespolu s magnetickým indukčním vektorem může být použita hodnota nazvaná síla magnetického pole. Tento termín je vektorové množství, které určuje intenzitu vnějšího magnetického pole. Směr magnetického pole v médiu se stejnými vlastnostmi ve všech směrech vektoru intenzity se shoduje s magnetickým indukčním vektorem v místě pole.

Silné magnetické vlastnosti feromagnetů jsou vysvětleny přítomností libovolně magnetizovaných malých částí, které mohou být reprezentovány jako malé magnety.

Při nepřítomném magnetickém poli nemusí mít feromagnetická látka výrazné magnetické vlastnosti, protože pole domény získají různé orientace a jejich celkové magnetické pole je nulové.

Podle hlavní charakteristiky magnetického pole, pokudferomagnet se umístí do vnějšího magnetického pole, například do cívky s proudem, pak se pod vlivem vnějšího pole rozvinou domény ve směru vnějšího pole. Navíc se zvýší magnetické pole cívky a magnetická indukce se zvýší. Je-li vnější pole dostatečně slabé, změní se pouze část všech domén, jejichž magnetické pole se blíží směru vnějšího pole ve směru. Během zvýšení síly vnějšího pole se zvýší počet rotujících domén a při určité hodnotě vnějšího napětí pole budou téměř všechny části rozmístěny tak, aby se magnetické pole nacházely ve směru vnějšího pole. Tento stav se nazývá magnetická nasycení.

Spojení mezi magnetickou indukcí a napětím

Propojení magnetické indukceferomagnetická látka a síla vnějšího pole mohou být reprezentovány grafem nazvaným magnetizační křivka. V místě ohýbání zakřivené křivky klesá rychlost zvětšení magnetické indukce. Po ohýbání, kdy napětí dosáhne určitého indexu, dochází k nasycení a křivka se mírně zvedá a postupně získá tvar přímky. V této sekci indukce stále roste, ale pomalu a pouze díky zvýšení síly vnějšího pole.

Grafická závislost těchto indikátorů neníje přímá, takže jejich poměr není konstantní a magnetická propustnost materiálu není konstantním ukazatelem, ale závisí na vnějším poli.

Změny magnetických vlastností materiálů

Když se proud zvýší na plnou sytostcívka s feromagnetickým jádrem a jeho následné snížení, magnetizační křivka nebude shodná s demagnetizační křivkou. Při nulové intenzitě magnetická indukce nebude mít stejnou hodnotu, ale získá určitý indikátor nazvaný zbytková magnetická indukce. Situace se zpožděním magnetické indukce z magnetizující síly se nazývá hystereze.

Pro úplnou demagnetizaci feromagnetickéhoJádro v cívce je nutné, aby poskytlo inverzní proud, který vytvoří potřebné napětí. U různých feromagnetických látek je vyžadován segment různé délky. Čím větší je, tím větší je množství energie potřebné pro demagnetizaci. Hodnota, při které dochází k úplné demagnetizaci materiálu, se nazývá donucovací síla.

S dalším zvýšením proudu v cívce indukceopět se zvýší na index saturace, ale s jiným směrem magnetických linek. Při demagnetizaci v opačném směru se získá zbytková indukce. Fenomén zbytkového magnetismu se používá při vytváření permanentních magnetů z látek s velkým exponentem zbytkového magnetismu. Z látek schopných remagnetizace se vytvářejí jádra pro elektrické stroje a přístroje.

Pravidlo levé ruky

Síla působící na vodič má proudsměr, určený pravidlem levé ruky: když je dlaň ruky panny umístěna tak, že do ní vstupují magnetické čáry a čtyři prsty jsou roztaženy ve směru proudu ve vodiči, ohnutý palec označuje směr síly. Tato síla je kolmá na indukční vektor a proud.

Pohyb v magnetickém poli s proudem je považován za prototyp elektrického motoru, který mění elektrickou energii na mechanickou.

Pravidlo pravé ruky

Během pohybu vodiče v magnetickém poliuvnitř je indukována elektromotorická síla, která má hodnotu úměrnou magnetické indukci, délku vodiče a rychlost jejího pohybu. Tato závislost se nazývá elektromagnetická indukce. Při určování směru indukované elektromotorické napětí ve vodiči pomocí pravidla pravé ruky: umístění pravé ruky stejným způsobem jako v příkladu na levé straně, magnetické čáry v dlani a palec ukazuje směr pohybu vodiče, podlouhlé prsty ukazují směr indukované elektromotorické síly. Pohybujícím se v magnetickém toku pod vlivem vnější mechanické síly vodiče je nejjednodušší příklad elektrického generátoru, kde je mechanická energie přeměněna na elektrickou energii.

Zákon elektromagnetické indukce může býtje formulována jinak: EMF je indukována v uzavřené smyčce, s jakoukoliv změnou v magnetickém toku obklopeném tímto obvodem, EDE v obvodu je číselně roven rychlosti změny magnetického toku, které tento obvod kryje.

Tato forma poskytuje průměrné hodnoty EMF a indikuje závislost EMF na magnetickém toku, ale na míře jeho změny.

Lenzův zákon

Také si musíme vzpomenout na Lenzův zákon: Proud, způsobený změnou magnetického pole procházejícího obvodem magnetickým polem, brání této změně. Pokud jsou cívky cívky propíchnuty různými magnetickými toky, EMF indukovaná po celé cívce se rovná součtu EDE v různých zatáčkách. Součet magnetických toků různých cívků cívky se nazývá vazba toku. Jednotkou této magnitudy, stejně jako magnetickým tokem, je web.

Při změně elektrického proudu v okruhudochází ke změně v magnetickém toku, který vznikne. V tomto případě je podle zákona elektromagnetické indukce EMF indukován uvnitř vodiče. Objevuje se v souvislosti se změnou proudu ve vodiči, proto se tento jev nazývá samoindukce a EMF indukovaný ve vodiči se nazývá elektromagnetické pole samoindukce.

Potokoskrepelenie a magnetický tok závisí nejen na samotném proudu, ale také na velikosti a tvaru vodiče a na magnetické propustnosti obklopující látky.

Indukčnost vodiče

Je nazýván koeficient proporcionalityindukčnost vodičů. Označuje schopnost dirigenta vytvářet spojení toku, když prochází elektrická energie. Jedná se o jeden z hlavních parametrů elektrických obvodů. U některých obvodů je indukčnost konstantním ukazatelem. Závisí to od velikosti obvodu, jeho konfigurace a magnetické propustnosti média. Proud v obvodu a magnetický tok nebude důležitý.

Výše uvedené definice a jevy dávajíVysvětlení toho, co je magnetické pole. Rovněž jsou uvedeny hlavní charakteristiky magnetického pole, pomocí něhož lze definovat tento jev.