Mágneses mező. Források és tulajdonságok

Valószínűleg nincs olyan ember, aki legalább egyszer ne gondolt volna arra a kérdésre, hogy mi a mágneses mező. A történelem során megpróbálták ezt éteri forgószelekkel, furcsaságokkal, mágneses monopóliumokkal és sok mással magyarázni.

Mindannyian tudjuk, hogy a hasonló pólusú mágnesek taszítják egymást, az ellentétes mágnesek pedig vonzzák egymást. Ez az erő fog

Változás attól függően, hogy a két rész milyen messze van egymástól. Kiderül, hogy a leírt tárgy mágneses glóriát hoz létre maga körül. Ugyanakkor, ha két azonos frekvenciájú váltakozó mezőt egymásra helyezünk, amikor az egyik térben eltolódik a másikhoz képest, akkor olyan hatást kapunk, amelyet általában "forgó mágneses térnek" neveznek.

A vizsgált tárgy méretét az az erő határozza meg, amellyel a mágnes egy másikhoz vagy a vashoz vonzódik. Ennek megfelelően minél nagyobb a vonzás, annál nagyobb a mező. Az erő a szokásos módszerrel mérhető, az egyik oldalra egy kis vasdarab, a másik oldalra súlyok kerülnek, amelyek a fémet a mágneshez egyensúlyozzák.

A téma pontosabb megértéséhez tanulmányoznia kell a következő területeket:

Arra a kérdésre válaszolva, hogy mi a mágneses mező, érdemes azt mondani, hogy az embernek is van ilyen. 1960 végén a fizika intenzív fejlődésének köszönhetően megszületett a SQUID mérőeszköz. Működését a kvantumjelenségek törvényei magyarázzák. Ez a magnetométerek érzékeny eleme, amelyet a mágneses mező és hasonló tanulmányozására használnak

értékek, mint pl

A "SQUID"-ot gyorsan elkezdték használni az élő szervezetek és természetesen az emberek által generált mezők mérésére. Ez lendületet adott új kutatási területek kidolgozásához, amelyek egy ilyen eszköz által szolgáltatott információk értelmezésén alapulnak. Ezt az irányt "biomágnesességnek" nevezik.

Miért nem végeztek kutatást korábban a mágneses tér meghatározásánál? Kiderült, hogy élőlényekben nagyon gyenge, mérése nehéz fizikai feladat. Ez annak köszönhető, hogy a környező térben hatalmas mennyiségű mágneses zaj található. Ezért egyszerűen nem lehet válaszolni arra a kérdésre, hogy mi az emberi mágneses tér, és nem lehet azt tanulmányozni speciális védelmi intézkedések nélkül.

Egy élő szervezet körül három fő ok miatt fordul elő ilyen „glória”. Először is, a sejtmembránok elektromos aktivitása következtében megjelenő ionos pontok miatt. Másodszor, a ferrimágneses apró részecskék jelenléte miatt, amelyek véletlenül kerültek vagy kerültek a szervezetbe. Harmadszor, amikor a külső mágneses mezőket egymásra helyezzük, a különböző szervek nem egyenletes érzékenysége lép fel, ami torzítja az egymásra helyezett gömböket.

Mágneses mező ez az elektromos áramforrások, valamint az állandó mágnesek körül felmerülő kérdés. A térben a mágneses mező olyan erők kombinációjaként jelenik meg, amelyek hatással lehetnek a mágnesezett testekre. Ezt a hatást a molekuláris szintű kisülések jelenléte magyarázza.

A mágneses tér csak a mozgásban lévő elektromos töltések körül jön létre. Ez az oka annak, hogy a mágneses és az elektromos mezők egységet alkotnak, és együtt alkotnak elektromágneses mező. A mágneses tér összetevői egymással kapcsolatban vannak, és egymásra hatnak, megváltoztatva tulajdonságaikat.

A mágneses tér tulajdonságai:
1. A mágneses tér az elektromos áram hajtótöltéseinek hatására jön létre.
2. A mágneses teret bármely pontján fizikai mennyiségi vektor jellemzi, ún mágneses indukció, amely a mágneses térre jellemző erő.
3. A mágneses tér csak mágnesekre, vezető vezetőkre és mozgó töltésekre hathat.
4. A mágneses tér lehet állandó és változó típusú
5. A mágneses teret csak speciális eszközök mérik, az emberi érzékszervek nem érzékelik.
6. A mágneses tér elektrodinamikus, mivel csak a töltött részecskék mozgása során jön létre, és csak a mozgásban lévő töltésekre hat.
7. A töltött részecskék merőleges pályán mozognak.

A mágneses tér nagysága a mágneses tér változási sebességétől függ. Ennek megfelelően kétféle mágneses tér létezik: dinamikus mágneses térés gravitációs mágneses tér. Gravitációs mágneses tér csak elemi részecskék közelében keletkezik, és e részecskék szerkezeti jellemzőitől függően képződik.

Mágneses pillanat akkor fordul elő, amikor mágneses mező hat egy vezetőképes keretre. Más szavakkal, a mágneses momentum egy vektor, amely a keretre merőlegesen futó egyenesen található.

A mágneses mező grafikusan ábrázolható mágneses erővonalak segítségével. Ezeket a vonalakat olyan irányba húzzuk, hogy a térerők iránya egybeessen magának a térvonalnak az irányával. A mágneses erővonalak egyidejűleg folytonosak és zártak.

A mágneses tér irányát mágneses tű segítségével határozzuk meg. Az erővonalak meghatározzák a mágnes polaritását is, az erővonalak kilépési vége az északi pólus, az ezen vonalak bemeneti vége pedig a déli pólus.

Nagyon kényelmes a mágneses mező vizuális felmérése közönséges vasreszelék és egy papírdarab segítségével.
Ha egy papírlapot teszünk egy állandó mágnesre, és a tetejére fűrészport szórunk, akkor a vasrészecskék a mágneses erővonalak szerint sorakoznak.

A vezető erővonalainak irányát kényelmesen meghatározza a híres gimlet szabály vagy jobb kéz szabálya. Ha megfogjuk a vezetőt a kezünkkel úgy, hogy a hüvelykujj az áram irányába néz (mínuszból pluszba), akkor a megmaradt 4 ujj megmutatja nekünk a mágneses erővonalak irányát.

És a Lorentz-erő iránya - az az erő, amellyel a mágneses mező egy töltött részecskére vagy áramvezetőre hat, a szerint bal kéz szabály.
Ha a bal kezet mágneses térbe helyezzük úgy, hogy 4 ujj a vezetőben lévő áram irányába néz, és az erővonalak a tenyérbe lépnek, akkor a hüvelykujj jelzi a Lorentz-erő irányát, a rá ható erőt. a mágneses térbe helyezett vezető.

Nagyjából ennyi. Feltétlenül tegye fel kérdéseit a megjegyzésekben.

A mágneses tér és jellemzői

Előadás terv:

Mágneses tér, tulajdonságai és jellemzői.

Mágneses mező- a mozgó elektromos töltéseket körülvevő anyag létezési formája (áramvezetők, állandó mágnesek).

Ez az elnevezés annak a ténynek köszönhető, hogy – amint azt Hans Oersted dán fizikus 1820-ban fedezte fel – orientáló hatással van a mágnestűre. Oersted kísérlete: mágneses tűt helyeztek egy árammal ellátott vezeték alá, és egy tűn forogtak. Amikor az áramot bekapcsolták, a vezetékre merőlegesen szerelték fel; az áram irányának megváltoztatásakor az ellenkező irányba fordult.

A mágneses tér főbb tulajdonságai:

mozgó elektromos töltések, áramvezetők, állandó mágnesek és váltakozó elektromos tér által generált;

erővel hat mozgó elektromos töltésekre, árammal rendelkező vezetőkre, mágnesezett testekre;

váltakozó mágneses tér váltakozó elektromos teret hoz létre.

Oersted tapasztalataiból következik, hogy a mágneses tér irányított, és vektorerő-karakterisztikával kell rendelkeznie. Ezt mágneses indukciónak nevezik.

A mágneses mezőt grafikusan ábrázolják mágneses erővonalak vagy mágneses indukciós vonalak segítségével. mágneses erő vonalak vonalaknak nevezzük, amelyek mentén egy mágneses térben vasreszelékek vagy kis mágneses nyilak tengelyei helyezkednek el. Egy ilyen egyenes minden pontjában a vektor érintőlegesen irányul.

A mágneses indukció vonalai mindig zártak, ami jelzi a mágneses töltések hiányát a természetben és a mágneses tér örvényszerűségét.

Hagyományosan elhagyják a mágnes északi pólusát, és belépnek a délibe. A vonalak sűrűségét úgy választjuk meg, hogy a mágneses térre merőleges területegységenkénti vonalak száma arányos legyen a mágneses indukció nagyságával.

H

Mágneses szolenoid árammal

A vonalak irányát a jobb oldali csavar szabálya határozza meg. Mágneses - áramú tekercs, amelynek menetei egymáshoz közel helyezkednek el, és a fordulat átmérője sokkal kisebb, mint a tekercs hossza.

A mágneses tér a szolenoid belsejében egyenletes. A mágneses teret homogénnek nevezzük, ha a vektor bármely pontján állandó.

A szolenoid mágneses tere hasonló a rúdmágnes mágneses teréhez.

Val vel

Az árammal rendelkező olenoid egy elektromágnes.

A tapasztalatok azt mutatják, hogy a mágneses és az elektromos tér esetében szuperpozíció elve: a több áram vagy mozgó töltés által létrehozott mágneses tér indukciója megegyezik az egyes áramok vagy töltések által létrehozott mágneses mezők indukcióinak vektorösszegével:

A vektor bevitele a következő három mód egyikével történik:

a) Ampère törvényéből;

b) mágneses tér hatására áramú hurkon;

c) a Lorentz-erő kifejezéséből.

DE mper kísérletileg megállapították, hogy az erő, amellyel a mágneses tér a mágneses térben elhelyezkedő I áramú vezető elemére hat, egyenesen arányos az erővel.

I áramerősség és a hosszelem és a mágneses indukció vektorszorzata:

- Ampère törvénye

H
a vektor iránya a vektorszorzat általános szabályai szerint határozható meg, amiből a bal kéz szabálya következik: ha a bal kéz tenyerét úgy helyezzük el, hogy a mágneses erővonalak belemenjenek, és 4 kinyújtva az ujjak az áram mentén vannak irányítva, akkor a behajlított hüvelykujj megmutatja az erő irányát.

A véges hosszúságú huzalra ható erő a teljes hosszon történő integrálással meghatározható.

Ha I = const, B = const, F = BIlsin

Ha  =90 0 , F = BIl

Mágneses tér indukció- egy egységnyi áramú, a mágneses erővonalakra merőlegesen elhelyezkedő, egységnyi hosszúságú vezetőre egyenletes mágneses térben ható erővel számszerűen egyenlő vektorfizikai mennyiség.

Az 1Tl egy egyenletes mágneses tér indukciója, amelyben a mágneses erővonalakra merőlegesen elhelyezkedő, 1 m hosszú, 1A áramú vezetőre 1N erő hat.

Eddig a vezetőkben folyó makroáramokat vettük figyelembe. Ampere feltételezése szerint azonban bármely testben vannak mikroszkopikus áramok az elektronok atomokban történő mozgása miatt. Ezek a mikroszkopikus molekuláris áramok saját mágneses mezőt hoznak létre, és képesek megfordulni a makroáramok mezőiben, további mágneses teret hozva létre a szervezetben. A vektor az összes makro- és mikroáram által létrehozott mágneses teret jellemzi, azaz. ugyanannak a makroáramnak a vektora különböző médiában eltérő értékekkel rendelkezik.

A makroáramok mágneses terét a mágneses intenzitásvektor írja le.

Homogén izotróp közeghez

,

 0 \u003d 410 -7 H / m - mágneses állandó,  0 \u003d 410 -7 N / A 2,

 - a közeg mágneses permeabilitása, amely megmutatja, hogy a makroáramok mágneses tere hányszor változik a közeg mikroáramainak mezeje miatt.

mágneses fluxus. Gauss-tétel a mágneses fluxusra.

vektor áramlás(mágneses fluxus) keresztül a párnán dS egyenlő skalárértéknek nevezzük

hol van a vetület a hely normális irányába;

 - vektorok és szög közötti szög.

irányított felületi elem,

A vektorfluxus egy algebrai mennyiség,

ha - a felszín elhagyásakor;

ha - a felszín bejáratánál.

A mágneses indukciós vektor fluxusa egy tetszőleges S felületen egyenlő

Egyenletes mágneses térhez =const,

1 Wb - az egyenletes mágneses térre merőlegesen elhelyezkedő 1 m 2 -es sík felületen áthaladó mágneses fluxus, amelynek indukciója 1 T.

Az S felületen áthaladó mágneses fluxus számszerűen megegyezik az adott felületen áthaladó mágneses erővonalak számával.

Mivel a mágneses indukció vonalai mindig zártak, zárt felület esetén a felületbe belépő vonalak száma (Ф 0), ezért a zárt felületen keresztül a mágneses indukció teljes fluxusa nulla.

- Gauss-tétel: a mágneses indukciós vektor fluxusa bármely zárt felületen nulla.

Ez a tétel annak a ténynek a matematikai kifejezése, hogy a természetben nincsenek olyan mágneses töltések, amelyeken a mágneses indukció vonalai kezdődnének vagy véget érnének.

Biot-Savart-Laplace törvény és alkalmazása a mágneses terek számítására.

Különféle alakú egyenáramok mágneses terét részletesen tanulmányozta fr. tudósok Biot és Savart. Megállapították, hogy a mágneses indukció egy tetszőleges pontban minden esetben arányos az áramerősséggel, függ a vezető alakjától, méreteitől, ennek a pontnak a vezetőhöz viszonyított elhelyezkedésétől és a közegtől.

E kísérletek eredményeit fr. matematikus, Laplace, aki figyelembe vette a mágneses indukció vektoros természetét, és azt feltételezte, hogy az egyes pontokban az indukció a szuperpozíció elve szerint a vezető egyes szakaszai által létrehozott elemi mágneses mezők indukcióinak vektorösszege.

Laplace 1820-ban megfogalmazott egy törvényt, amelyet Biot-Savart-Laplace törvénynek neveztek: az árammal rendelkező vezető minden eleme mágneses teret hoz létre, amelynek indukciós vektorát egy tetszőleges K pontban a következő képlet határozza meg:

- Biot-Savart-Laplace törvény.

A Biot-Sovar-Laplace törvényből következik, hogy a vektor iránya egybeesik a keresztszorzat irányával. Ugyanezt az irányt adja meg a jobb oldali csavar (karika) szabálya.

Tekintettel arra,

Az árammal egyirányú vezetőelem;

K ponthoz csatlakozó sugárvektor;

A Biot-Savart-Laplace törvény gyakorlati jelentőséggel bír, mert lehetővé teszi, hogy a tér adott pontjában megtalálja a véges méretű és tetszőleges alakú vezetőn átfolyó áram mágneses terének indukcióját.

Tetszőleges áram esetén egy ilyen számítás összetett matematikai probléma. Ha azonban az árameloszlásnak van egy bizonyos szimmetriája, akkor a szuperpozíció elvének alkalmazása a Biot-Savart-Laplace törvénnyel együtt lehetővé teszi fajlagos mágneses mezők viszonylag egyszerű kiszámítását.

Nézzünk néhány példát.

A. Egyenes vonalú vezető mágneses tere árammal.

véges hosszúságú vezető esetén:

végtelen hosszúságú vezető esetén:  1 = 0,  2 = 

B. Mágneses tér a köráram középpontjában:

=90 0, sin=1,

Oersted 1820-ban kísérletileg megállapította, hogy egy makroáramrendszert körülvevő zárt körben a keringés arányos ezen áramok algebrai összegével. Az arányossági együttható az egységrendszer megválasztásától függ, és SI-ben egyenlő 1-gyel.

C
egy vektor körforgását zárt hurkú integrálnak nevezzük.

Ezt a képletet ún cirkulációs tétel vagy teljes áramtörvény:

a mágneses térerősség vektor keringése egy tetszőleges zárt áramkör mentén egyenlő az ezen áramkör által lefedett makroáramok (vagy teljes áram) algebrai összegével. övé jellemzők Az áramokat és az állandó mágneseket körülvevő térben erő van terület hívott mágneses. Elérhetőség mágneses mezőket megjelenik...

A mágneses térre még az iskolából emlékszünk, nem mindenkinek „felbukkan” az emlékezetében. Frissítsük fel, miken mentünk keresztül, és talán mondjunk valami újat, hasznosat és érdekeset.

A mágneses tér meghatározása

A mágneses tér olyan erőtér, amely a mozgó elektromos töltésekre (részecskékre) hat. Ennek az erőtérnek köszönhetően a tárgyak vonzódnak egymáshoz. Kétféle mágneses mező létezik:

1. Gravitációs - képződik kizárólag közel elemi részecskék és viruetsya annak ereje alapján jellemzői és szerkezete ezeknek a részecskéknek.
2. Dinamikus, mozgó elektromos töltésű tárgyakban keletkezik (áramadók, mágnesezett anyagok).

A mágneses tér elnevezését először M. Faraday vezette be 1845-ben, bár jelentése kissé téves volt, mivel úgy gondolták, hogy mind az elektromos, mind a mágneses hatások és kölcsönhatások ugyanazon az anyagi téren alapulnak. Később, 1873-ban D. Maxwell "bemutatta" a kvantumelméletet, amelyben elkezdték szétválasztani ezeket a fogalmakat, és a korábban levezetett erőteret elektromágneses térnek nevezték.

Hogyan jelenik meg a mágneses mező?

A különféle tárgyak mágneses mezőit az emberi szem nem érzékeli, és csak speciális szenzorok tudják rögzíteni. A mágneses erőtér mikroszkopikus léptékű megjelenésének forrása a mágnesezett (töltött) mikrorészecskék mozgása, amelyek a következők:

• ionok;
• elektronok;
• protonok.

Mozgásuk a spin mágneses momentum miatt következik be, amely minden mikrorészecskében jelen van.

Mágneses tér, hol található?

Bármilyen furcsán is hangzik, de szinte minden körülöttünk lévő tárgynak megvan a maga mágneses tere. Bár sokak felfogásában csak a mágnesnek nevezett kavics rendelkezik mágneses mezővel, ami magához vonzza a vastárgyakat. Valójában a vonzási erő minden tárgyban benne van, csak alacsonyabb vegyértékben nyilvánul meg.

Azt is tisztázni kell, hogy a mágneses erőtér csak akkor jelenik meg, ha elektromos töltések vagy testek mozognak.

A mozdulatlan töltéseknek elektromos erőterük van (mozgó töltésekben is jelen lehet). Kiderült, hogy a mágneses mező forrásai:

• állandó mágnesek;
• mobildíjak.

Ahhoz, hogy megértsük, mi a mágneses mező jellemzője, számos jelenséget meg kell határozni. Ugyanakkor előre emlékeznie kell arra, hogyan és miért jelenik meg. Tudja meg, mi a mágneses mező teljesítményjellemzője. Az is fontos, hogy ilyen tér ne csak a mágnesekben forduljon elő. Ezzel kapcsolatban nem árt megemlíteni a Föld mágneses terének jellemzőit.

A mező megjelenése

Először is le kell írni a mező megjelenését. Ezt követően leírhatja a mágneses teret és annak jellemzőit. A töltött részecskék mozgása során jelenik meg. Különösen a vezetőképes vezetőket érintheti. A mágneses mező és a mozgó töltések, vagy olyan vezetők közötti kölcsönhatás, amelyeken áram folyik, elektromágnesesnek nevezett erők hatására jön létre.

A mágneses tér intenzitását vagy teljesítménykarakterisztikáját egy adott térbeli pontban mágneses indukcióval határozzuk meg. Ez utóbbit a B szimbólum jelöli.

A mező grafikus ábrázolása

A mágneses tér és jellemzői grafikusan ábrázolhatók indukciós vonalak segítségével. Ezt a meghatározást vonalaknak nevezzük, amelyek érintői bármely pontban egybeesnek a mágneses indukció y vektorának irányával.

Ezek a vonalak szerepelnek a mágneses mező jellemzői között, és meghatározzák annak irányát és intenzitását. Minél nagyobb a mágneses tér intenzitása, annál több adatvonal rajzolódik ki.

Mik azok a mágneses vonalak

Az árammal rendelkező egyenes vonalú vezetékekben lévő mágneses vonalak koncentrikus kör alakúak, amelynek középpontja a vezető tengelyén található. Az árammal rendelkező vezetők közelében lévő mágneses vonalak irányát a kardán szabálya határozza meg, ami így hangzik: ha a kardán úgy van elhelyezve, hogy az áram irányában csavarodjon be a vezetőbe, akkor az a fogantyú forgása megfelel a mágneses vonalak irányának.

Áramerős tekercs esetén a mágneses tér irányát is a gimlet szabály határozza meg. A fogantyút az áram irányába is el kell forgatni a mágnesszelep fordulataiban. A mágneses indukció vonalainak iránya megfelel a kardán transzlációs mozgásának irányának.

Ez a mágneses tér fő jellemzője.

Egy áram által létrehozva, egyenlő feltételek mellett a mező intenzitása eltérő lesz a különböző közegekben az anyagok eltérő mágneses tulajdonságai miatt. A közeg mágneses tulajdonságait abszolút mágneses permeabilitás jellemzi. Mérése henries per méter (g/m) egységben történik.

A mágneses tér jellemzői közé tartozik a vákuum abszolút mágneses permeabilitása, az úgynevezett mágneses állandó. Azt az értéket, amely meghatározza, hogy a közeg abszolút mágneses permeabilitása hányszor tér el az állandótól, relatív mágneses permeabilitásnak nevezzük.

Anyagok mágneses permeabilitása

Ez egy dimenzió nélküli mennyiség. Azokat az anyagokat, amelyek permeabilitási értéke kisebb, mint egy, diamágnesesnek nevezzük. Ezekben az anyagokban a mező gyengébb lesz, mint a vákuumban. Ezek a tulajdonságok a hidrogénben, vízben, kvarcban, ezüstben stb.

Az egységnél nagyobb mágneses permeabilitású közegeket paramágnesesnek nevezzük. Ezekben az anyagokban a mező erősebb lesz, mint a vákuumban. Ezek a közegek és anyagok közé tartozik a levegő, alumínium, oxigén, platina.

Paramágneses és diamágneses anyagok esetén a mágneses permeabilitás értéke nem függ a külső, mágnesező tér feszültségétől. Ez azt jelenti, hogy az érték egy adott anyag esetében állandó.

A ferromágnesek egy speciális csoportba tartoznak. Ezeknél az anyagoknál a mágneses permeabilitás eléri a több ezret vagy még többet is. Ezeket az anyagokat, amelyeknek az a tulajdonságuk, hogy mágnesezettek és felerősítik a mágneses teret, széles körben használják az elektrotechnikában.

Térerősség

A mágneses tér jellemzőinek meghatározásához a mágneses indukciós vektorral együtt egy mágneses térerősségnek nevezett érték használható. Ez a kifejezés a külső mágneses tér intenzitását határozza meg. A mágneses tér iránya minden irányban azonos tulajdonságú közegben, az intenzitásvektor egybeesik a térpont mágneses indukciós vektorával.

A ferromágnesek erőssége azzal magyarázható, hogy tetszőlegesen mágnesezett kis részek vannak bennük, amelyek kis mágnesként ábrázolhatók.

Mágneses tér hiányában előfordulhat, hogy a ferromágneses anyagok nem rendelkeznek kifejezett mágneses tulajdonságokkal, mivel a tartománymezők eltérő orientációt kapnak, és teljes mágneses mezőjük nulla.

A mágneses tér fő jellemzője szerint, ha egy ferromágnest külső mágneses térbe, például árammal működő tekercsbe helyezünk, akkor a külső tér hatására a domének a külső tér irányába fordulnak. . Ezenkívül a tekercs mágneses mezője megnő, és a mágneses indukció nő. Ha a külső tér kellően gyenge, akkor az összes olyan tartománynak csak egy része fog felborulni, amelyek mágneses tere megközelíti a külső tér irányát. A külső tér erősségének növekedésével a forgó tartományok száma nő, és a külső térfeszültség egy bizonyos értékénél szinte minden alkatrész elfordul, így a mágneses mezők a külső tér irányába helyezkednek el. Ezt az állapotot mágneses telítettségnek nevezzük.

A mágneses indukció és az intenzitás kapcsolata

A ferromágneses anyag mágneses indukciója és a külső tér erőssége közötti összefüggés a mágnesezési görbének nevezett grafikon segítségével ábrázolható. A görbe grafikonjának hajlításánál a mágneses indukció növekedési üteme csökken. Egy kanyar után, ahol a feszültség elér egy bizonyos szintet, telítettség lép fel, és a görbe enyhén emelkedik, fokozatosan egyenes alakot öltve. Ezen a szakaszon az indukció még növekszik, de meglehetősen lassan és csak a külső térerősség növekedése miatt.

Ezen mutatók grafikus függése nem közvetlen, ami azt jelenti, hogy arányuk nem állandó, és az anyag mágneses permeabilitása sem állandó mutató, hanem a külső tértől függ.

Anyagok mágneses tulajdonságainak változása

A ferromágneses maggal rendelkező tekercs áramerősségének növekedésével a teljes telítésig, majd ennek csökkenésével a mágnesezési görbe nem esik egybe a lemágnesezési görbével. Nulla intenzitás esetén a mágneses indukció nem lesz azonos értékű, de valamilyen mutatót kap, amelyet reziduális mágneses indukciónak neveznek. Azt a helyzetet, amikor a mágneses indukció a mágnesező erőtől lemarad, hiszterézisnek nevezzük.

A tekercsben lévő ferromágneses mag teljes demagnetizálásához fordított áramot kell adni, amely megteremti a szükséges feszültséget. Különböző ferromágneses anyagokhoz különböző hosszúságú szegmensekre van szükség. Minél nagyobb, annál több energiára van szükség a lemágnesezéshez. Azt az értéket, amelynél az anyag teljesen lemágnesezett, kényszererőnek nevezzük.

A tekercsben lévő áram további növekedésével az indukció ismét a telítési indexig nő, de a mágneses vonalak eltérő irányával. Ellenkező irányú lemágnesezéskor maradék indukciót kapunk. A maradék mágnesesség jelenségét állandó mágnesek létrehozására használják nagy maradék mágnesességű anyagokból. Azokból az anyagokból, amelyek képesek újramágnesezni, az elektromos gépek és eszközök magjai jönnek létre.

bal kéz szabály

Az áramerősségű vezetőre ható erő iránya a bal kéz szabálya szerint van meghatározva: amikor a szűz kéz tenyere úgy helyezkedik el, hogy a mágneses vonalak behatoljanak, és négy ujját a kar irányába nyújtjuk. áram a vezetőben, a hajlított hüvelykujj jelzi az erő irányát. Ez az erő merőleges az indukcióvektorra és az áramerősségre.

A mágneses térben mozgó áramvezető vezetőt az elektromos motor prototípusának tekintik, amely az elektromos energiát mechanikai energiává alakítja.

Jobb kéz szabály

A vezető mágneses térben történő mozgása során elektromotoros erő indukálódik benne, melynek értéke arányos a mágneses indukcióval, az érintett vezető hosszával és mozgásának sebességével. Ezt a függőséget elektromágneses indukciónak nevezik. A vezetőben indukált EMF irányának meghatározásakor a jobb kéz szabályát alkalmazzuk: ha a jobb kéz ugyanúgy helyezkedik el, mint a bal oldali példában, a mágneses vonalak a tenyérbe lépnek, és a hüvelykujj jelzi az irányt. A vezető mozgásakor a kinyújtott ujjak jelzik az indukált EMF irányát. A mágneses fluxusban, külső mechanikai erő hatására mozgó vezető a legegyszerűbb példa az elektromos generátorra, amelyben a mechanikai energiát elektromos energiává alakítják.

Másképpen is megfogalmazható: zárt áramkörben EMF indukálódik, az áramkör által lefedett mágneses fluxus bármilyen változása esetén az áramkörben lévő EDE számszerűen megegyezik az áramkört lefedő mágneses fluxus változási sebességével.

Ez az űrlap egy átlagos EMF-mutatót ad, és az EMF függőségét nem a mágneses fluxustól, hanem a változás sebességétől jelzi.

Lenz törvénye

Emlékeznünk kell Lenz törvényére is: az áramkörön áthaladó mágneses tér változása által indukált áram a mágneses mezőjével megakadályozza ezt a változást. Ha a tekercs meneteit különböző nagyságú mágneses fluxusok lyukasztják át, akkor az egész tekercsen indukált EMF egyenlő a különböző fordulatok EMF összegével. A tekercs különböző fordulataihoz tartozó mágneses fluxusok összegét fluxuskapcsolásnak nevezzük. Ennek a mennyiségnek, valamint a mágneses fluxusnak a mértékegysége a weber.

Amikor az áramkörben az elektromos áram megváltozik, az általa létrehozott mágneses fluxus is megváltozik. Ebben az esetben az elektromágneses indukció törvénye szerint a vezető belsejében EMF indukálódik. A vezetőben bekövetkező áramváltozással összefüggésben jelenik meg, ezért ezt a jelenséget önindukciónak, a vezetőben indukált EMF-et pedig önindukciós EMF-nek nevezzük.

A fluxuskapcsolat és a mágneses fluxus nemcsak az áramerősségtől függ, hanem az adott vezető méretétől és alakjától, valamint a környező anyag mágneses áteresztőképességétől is.

vezető induktivitása

Az arányossági együtthatót a vezető induktivitásának nevezzük. Jelzi a vezető azon képességét, hogy fluxuskötést hozzon létre, amikor elektromos áram halad át rajta. Ez az elektromos áramkörök egyik fő paramétere. Bizonyos áramköröknél az induktivitás állandó. Ez a kontúr méretétől, konfigurációjától és a közeg mágneses permeabilitásától függ. Ebben az esetben az áramkörben lévő áramerősség és a mágneses fluxus nem számít.

A fenti definíciók és jelenségek magyarázatot adnak arra, hogy mi is az a mágneses tér. Megadjuk a mágneses tér főbb jellemzőit is, amelyek segítségével definiálható ez a jelenség.